تقدم هذه المقالة بروتوكولًا للتحقيق في تأثير بكتيريا الأمعاء الفردية للبعوض ، بما في ذلك عزل وتحديد الميكروبات القابلة للزراعة في منتصف البعوض ، واستنزاف المضادات الحيوية لبكتيريا الأمعاء البعوض ، وإعادة إدخال نوع واحد محدد من البكتيريا.
البعوض منتصف الموانئ الموانئ ميكروبيوم ديناميكية للغاية التي تؤثر على التمثيل الغذائي المضيف، والتكاثر، واللياقة البدنية، والكفاءة ناقلات. وقد أجريت دراسات لدراسة تأثير ميكروبات الأمعاء ككل؛ ومع ذلك، يمكن أن الميكروبات المختلفة تمارس آثار متميزة نحو المضيف. توفر هذه المقالة منهجية لدراسة تأثير كل ميكروب أمعاء البعوض المحدد والآلية المحتملة.
يحتوي هذا البروتوكول على جزأين. الجزء الأول يقدم كيفية تشريح البعوض منتصف، عزل مستعمرات البكتيريا التي يمكن تكاثرها، وتحديد أنواع البكتيريا. يوفر الجزء الثاني الإجراء الخاص بتوليد البعوض المعالج بالمضادات الحيوية وإعادة إدخال نوع واحد من البكتيريا المحددة.
ويعتبر البعوض أن تكون أهم ناقلات الأمراض المسببة للأمراض البشرية، ونقل أكثر من مائة مسببات الأمراض بما في ذلك فيروس زيكا، فيروس حمى الضنك، والطفيليات Plasmodium 1. عندما يأخذ البعوض وجبة دم للحصول على العناصر الغذائية للوَفَس، فإنها يمكن أن تبتلع مسببات الأمراض عن طريق الخطأ من مضيف مصاب عن طريق الجهاز الهضمي2. الأهم من ذلك، فإن البعوض midgut، الذي يلعب دورا محوريا في كل من هضم وجبة الدم ومدخل الممرض، ويأوي الميكروبيوم ديناميكية للغاية3.
وقد تميزت العديد من الدراسات المختبرية التي تم تربيتها والحقول التي جمعت البعوض الميكروبية باستخدام إما طريقة تعتمد على الثقافة أو البكتيريا تسلسل المقايسة4,5,6. الأنواع بما في ذلك البانتوا، Serratia، Klebsiella، Elizabethkingia، و Enterococcus يتم عزلها عادة من البعوض في مختلف الدراسات5،7،8،9. ومن المثير للاهتمام، يتقلب ميكروبيوتا الأمعاء البعوض بشكل حيوي في كل من تنوع المجتمع وكمية أنواع البكتيريا، تتأثر بمرحلة التنمية، والأنواع، والأصل الجغرافي، وسلوك التغذية4. تشير الدراسات إلى أن تغذية الدم تزيد بشكل كبير من إجمالي الحمل البكتيري مع التوسع السريع للأنواع من Enterobacteriaceae وانخفاض في التنوع العام10،11. بالإضافة إلى ذلك ، عادة ما يتم القضاء على ميكروبيوتا الأمعاء البعوض من مرحلة اليرقات عندما تخضع الحشرة للتحول أثناء ال pupation و eclosion ؛ وهكذا ، ظهرت حديثا البعوض البالغ بحاجة إلى إعادة إسكان الجراثيم4.
الأمعاء الميكروبية تعدل علم وظائف الأعضاء الحشرات في مختلف الجوانب، بما في ذلك امتصاص المغذيات، والمناعة، والتنمية، والتكاثر، والكفاءة ناقلات12. يرقات البعوض أكسينيك تفشل في التطور وراء أول إنستار في حين أن البكتيريا عن طريق الفم إنقاذ التنمية الإمدادات، مشيرا إلى أن ميكروب الأمعاء البعوض ضروري لتطوير اليرقات13,14. الى جانب ذلك، استنزاف البكتيريا الأمعاء يؤخر هضم وجبة الدم وامتصاص المغذيات، ويؤثر على نضوج البويضات، ويقلل من oviposition15. بالإضافة إلى ذلك ، فإن البعوض الذي يُصاب بصغر الأمعاء يثير استجابات مناعية أعلى مقارنة بالبعوض المعالج بالمضادات الحيوية ، مع تعبير ببتيد مضاد للميكروبات مرتفع باستمرار ضد مسببات الأمراض الأخرى لتصيب16. عادة ما يتم إعطاء المضادات الحيوية عن طريق الفم لإزالة بكتيريا الأمعاء في هذه الدراسات ، ثم يتم إجراء تجارب لمقارنة الفرق بين البعوض الفأس والبعوض مع الميكروبات commensal. ومع ذلك ، فإن البعوض في منتصف الغور يضم مجتمعًا متنوعًا من الميكروبات ، ويمكن لكل نوع من أنواع البكتيريا أن يمارس تأثيرًا متميزًا تجاه علم وظائف الأعضاء المضيف.
الميكروبيات البعوض ينظم كفاءة ناقلات مع آثار متباينة. الاستعمار من قبل بروتيوس معزولة عن البعوض المستمدة من الحقل من المناطق التي تتوطن حمى الضنك يمنح أعلى تنظيما التعبير الببتيد المضاد للميكروبات والمقاومة ضد عدوى فيروس حمى الضنك16. فطر entomopathogenic Beauveria bassiana ينشط المسار المناعي حصيلة وJAK-STAT ضد عدوى arbovirus17. وعلى النقيض من ذلك، فإن الفطريات Talaromyces معزولة عن Aedes aegypti midgut يسهل الإصابة بفيروس حمى الضنك عن طريق تحوير نشاط التربسين الأمعاء18. بالإضافة إلى ذلك ، Serratia marcescens يعزز انتقال الفيروس من خلال بروتين سيكريتوري يسمى SmEnhancin، الذي يهضم طبقة المخاطين على ظهارة الأمعاء من البعوض19.
يوفر هذا الإجراء طريقة منهجية وبديهية لتشريح البعوض منتصف، وعزل مستعمرات البكتيريا التي يمكن تكاثرها، وتحديد أنواع البكتيريا، وإعادة إدخالها عن طريق التغذية عن طريق الفم. وهو يوفر نتائج تمثيلية لتغذية الدم مع بكتيريا commensal، Chryseobacterium 100 1000 100،على تطور المبيض والبعوضة وovposition.
وقد وجدت البحوث على التفاعلات الميكروب المضيف أن الميكروبات الأمعاء المختلفة تؤثر على علم وظائف الأعضاء المضيف من خلال آليات متباينة. هذه المادة يقدم طريقة للتحقيق في دور كل من البعوض ميكروب الأمعاء، بما في ذلك تشريح البعوض منتصف، واستزراع بكتيريا الأمعاء زراعة، والعلاج بالمضادات الحيو…
The authors have nothing to disclose.
وقد دعم هذا العمل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (منحة رقم 81902094، 81600497)، ومشروع خطة العلوم والتكنولوجيا في مقاطعة هونان (2019RS1036).
Adenosine 5′-triphosphate disodium salt hydrate | Sigma | A2383 | Adenosine 5′-triphosphate disodium salt hydrate has been used to prepare adenosine triphosphate (ATP) standard solutions |
Aedes aegypti | Female mosquitoes | ||
Anticoagulant tube | BD Vacutainer | 363095 | Collect fresh blood |
Centrifuge tube | Sangon Biotech | F601620-0010 | 1.5 ml, Natural, Graduated, Sterile |
Cotton balls | |||
Disposable Tissue Grinding Pestle | Sangon Biotech | F619072-0001 | 70 mm Long, Conical, Blue, Sterile |
Ethanol absolute | Paini | Dilute it to 75% ethanol | |
Forceps | RWD | F11029 | Dissection |
Hemotek Membrane Feeding System | Hemotek | Components of the feeding system, including Hemotek temperature controller, feeder-housing assembly, metal feeder assembled. | |
Incubator shaker | ZQZY-78AN | ||
Inoculation Loops | Sangon Biotech | F619312-0001 | 10 μl, Yellow |
LB Agar Powder | Sangon Biotech | A507003 | Tryptone 10.0 g; Yeast Extract 5.0 g; NaCl 10.0 g; Agar 15.0 g. |
LB Broth Powder | Sangon Biotech | A507002 | Tryptone 10.0 g; Yeast Extract 5.0 g; NaCl 10.0 g. |
Microscope | Zeiss | Stemi508 | |
Paper cup | Place mosquito | ||
Parafilm | Sangon Biotech | F104002 | 4 inx 125 ft |
Petri dish | Sangon Biotech | F611203 | |
Penicillin G procaine salt hydrate | Sangon Biotech | A606248 | White powder. Soluble in water, soluble in methanol, slightly soluble in water, ethanol |
Single Channal Pipettor | Gilson | ||
Streptomycin sulfate | Sangon Biotech | A610494 | Streptomycin sulfate is a glucosamine antibiotic that interferes with the synthesis of prokaryotic proteins. |
Sucrose | Sangon Biotech | A502792 | Soluble in water, ethanol and methanol, slightly soluble in glycerol and pyridine. |
TIANamp Bacteria DNA Kit | TIANGEN | DP302 | Extract DNA |
Utility Fabric-Mosquito Netting White | |||
Vortex mixer | Scintic Industries | S1-0246 | |
1.5ml EP tube | Sangon Biotech | F600620 | |
10X PBS buffer | Sangon Biotech | E607016 | This product is a 10X solution. Please dilute it 10 times before use. The pH value is 7.4. |