Dit manuscript beschrijft meerdere protocollen voor het toedienen van farmacologische middelen aan de bijen, waaronder eenvoudige niet-invasieve methoden voor vrij vliegende bijen, evenals meer invasieve varianten die precies gelokaliseerde behandeling van ingehouden bijen mogelijk.
Honingbijen demonstreren verbazingwekkend leervermogen en geavanceerde sociaal gedrag en communicatie. Bovendien is hun hersenen is klein, eenvoudig te visualiseren en te bestuderen. Daarom hebben de bijen al lang een geliefd model onder neurobiologists en neuroethologists voor het bestuderen van de neurale basis van sociaal en natuurlijk gedrag. Het is echter belangrijk dat de experimentele technieken voor bijen studie niet interfereren met het gedrag bestudeerd. Hierdoor was het noodzakelijk om een reeks van technieken voor farmacologische manipulatie van honingbijen ontwikkelen. In dit artikel tonen we aan methoden voor de behandeling van ingehouden of vrij vliegende honingbijen met een brede waaier van farmacologische middelen. Deze omvatten zowel niet-invasieve methoden zoals orale en topische behandelingen, evenals meer invasieve methoden maken het precies geneesmiddelafgifte in zowel systemische of gelokaliseerde wijze. Tot slot bespreken we de voor- en nadelen van elke methode en beschrijfvoorkomende hindernissen en de beste manier om te overwinnen hen. We sluiten af met een discussie over het belang van het aanpassen van de experimentele methode om de biologische vragen in plaats van andersom.
Sinds Karl von Frisch toegelicht hun danstaal 1, hebben de bijen een populaire studie soort bleef voor onderzoekers in het gedrag van dieren en neurobiologie. In de afgelopen jaren een groot aantal nieuwe disciplines zijn ontstaan op de kruising van deze twee gebieden, en diverse andere disciplines (zoals moleculaire biologie, genomics, en informatica) hebben samen met hen ontstaan. Dit heeft geleid tot een snelle ontwikkeling van nieuwe modellen is te begrijpen hoe gedrag resulteert uit activiteit in het zenuwstelsel. Vanwege het unieke lifestyle, rijke gedragsrepertoire, en het gemak van de experimentele en farmacologische manipulatie, hebben de bijen in de voorhoede van deze revolutie bleef.
Honingbijen worden gebruikt om fundamentele neurobiologische vragen zoals die ten grondslag liggen aan leren en geheugen 2,3, besluitvorming 4, olfactorische 5 of visuele verwerking 6 bestuderen. In de afgelopen jaren, de honey bee is zelfs gebruikt als een model voor de studie onderwerpen algemeen gereserveerd voor medisch onderzoek, zoals de effecten van verslavende drugs 7-11, slaap 12, 13 veroudering, of de onderliggende mechanismen narcose 14.
In tegenstelling tot de klassieke genetische modelorganismen (bijvoorbeeld D. melanogaster, C. elegans, M. musculus), zijn er maar weinig genetische hulpmiddelen beschikbaar voor het manipuleren neurale functies honingbijen, hoewel dit nog verandert 15. In plaats daarvan hebben honingbij studies vooral vertrouwd op farmacologische manipulaties. Dit is zeer succesvol geweest; De diversiteit van bijenonderzoek zodanig dat verschillende werkwijzen voor farmacologische toediening nodig. Onderzoek met honingbijen behandelt de meest uiteenlopende vragen, wordt bestudeerd door onderzoekers uit verschillende disciplines en achtergronden, en maakt gebruik van een verscheidenheid aan experimentele benaderingen. veel reseboog vragen vereisen bijen ofwel vrij vliegen, vrij interactie in hun kolonie, of beide. Dit kan het moeilijk maken om bij te houden van de afzonderlijke proefdieren te houden, en maakt terughoudendheid of infusen onhaalbaar.
Om de diversiteit van de honingbij onderzoek tegemoet te komen, een verscheidenheid van drug delivery methoden nodig, waardoor robuuste en flexibele administratie met dien verstande dat de farmacokinetische en farmacodynamische profielen, invasiviteit van de methode en de betrouwbaarheid, past het paradigma in kwestie. Vanwege deze uiteenlopende behoeften, hebben de meeste onderzoeksgroepen hun eigen unieke Drug Administration methoden ontwikkeld. Tot nu toe, dit is een sterkte van de bij onderzoeksgemeenschap; het heeft geleid tot de ontwikkeling van reeksen methoden waardoor toediening van hetzelfde geneesmiddel in verschillende omstandigheden. Ons doel is om geen enkele gestandaardiseerde methode voor farmacologische manipulatie van bijen te ontwikkelen, maar om methoden te benadrukken dathebben bewezen bijzonder succesvol te zijn, en helpen onderzoekers nemen deze. We bespreken de basisprincipes van hun werking en hun voordelen en nadelen.
De hierboven beschreven methoden kunt eenvoudige, effectieve en robuuste behandeling van ofwel free-flying of benut honingbijen. Deze werkwijzen kunnen op tal experimentele paradigma en biologische bevat (Tabel 1). Alle free-flying werkwijzen kunnen eenvoudig worden toegepast op benut bijen. Het omgekeerde is minder succesvol, maar omdat tijdelijke beperking en invasieve behandelmethoden vaak compromis vliegende vermogen bijen.
De methoden zijn gepresenteerd vanuit een brein…
The authors have nothing to disclose.
This project was funded by ARC grant DP0986021 and NHMRC grant 585442. ABB is supported by an ARC Future Fellowship (FT140100452). JAP is supported by an iMQRES scholarship awarded by Macquarie University and by a DAAD-Doktorandenstipendium awarded by the German Academic Exchange Service. JMD is supported by CNRS and University Paul Sabatier.
Sucrose | Sigma-Aldrich | S8501 | Any supplier will do |
Sodium Chloride | Sigma-Aldrich | S7653 | |
Potassium Chloride | Sigma-Aldrich | P9333 | |
Magnesium Chloride hexahydrate | Sigma-Aldrich | M2670 | |
Calcium Chloride dihydrate | Sigma-Aldrich | C8106 | |
Dextrose monohydrate | Sigma-Aldrich | 49159 | |
Phosphate Buffer Saline (PBS) | Sigma-Aldrich | P4417 | |
Protection Wax | Dentaurum | 124-305-00 | |
HEPES | Sigma-Aldrich | H3375 | |
dimethylformamide | Sigma-Aldrich | D4551 | |
95% Ethanol | Sigma-Aldrich | 493511 | |
Glass capillary | WPI | 1B100F-3 | |
23 G NanoFil needle | WPI | NF33BV-2 | |
Very fine forsceps | Dumont | 0208-55-PO | |
Electrode puller | SRI | 2001 | |
FemtoJet Microinjector | Eppendorf | 5247 000.01 | |
Eicosane | Sigma-Aldrich | 219274 | |
manual micromanipulator | Brinkmann Instrumentenbau | MM-33 | |
electronic micromanipulator | Luigs & Neumann Feinmechanik + Elektortechnik | Junior unit XYZ | |
stereomicroscope | Leica | M80 | |
soldering iron | Weller | WESD51 | |
Dextran, Alexa Fluor 546, 10000 MW | ThermoFisher Scientific | D-22911 | |
Dextran, Alexa Fluor 568, 10000 MW | ThermoFisher Scientific | D-22912 | |
small Petri dish | Sigma-Aldrich | P5481 | |
mineral oil | Sigma-Aldrich | M5904 | |
50 mL Centrifuge tube | ThermoFisher Scientific | 339652 | |
forceps | Australian Entomological Supplies | ||
Blade holder and breaker | Australian Entomological Supplies | E130 | |
Feather double edged razor blade | ThermoFisher Scientific | 50-949-135 | |
Nichrome wire | Any supplier will do | ||
Electrical wires | Any supplier will do | ||
Model paint | Tamiya USA | Depends on colour | |
Repeating dispenser | Hamilton company | PB-600-1 | |
Glass syringe | WPI | NANOFIL | |
flourescence viewing system | Nightsea | SFR-GR | |
graticule | ProSciTech | S8014-24 | |
microcapillary with holder | Drummond | 1-000-0010 | |
Liquid silicone | Any supplier will do | ||
Thermocouple | Digitech | QM-1324 | |
Micropipette | Eppendorf |