Dette håndskrift beskriver flere protokoller til administration farmakologiske agenter til honningbier, herunder simple noninvasive metoder til fritflyvende bier, samt mere invasive varianter, der tillader præcis lokaliseret behandling af fastholdte bier.
Honningbier demonstrere forbløffende indlæringsevne og avanceret social adfærd og kommunikation. Desuden deres hjerne er lille, let at visualisere og studere. Derfor har bier længe været et yndet model blandt neurobiologer og neuroethologists til at studere det neurale grundlag for social og naturlige adfærd. Det er imidlertid vigtigt, at de eksperimentelle teknikker, der anvendes til at studere bier ikke forstyrrer den adfærd, der undersøges. På grund af dette, har det været nødvendigt at udvikle en række teknikker til farmakologisk manipulation af honningbier. I dette papir demonstrerer vi fremgangsmåder til behandling tilbage eller fritflyvende honningbier med en lang række farmakologiske midler. Disse omfatter både ikke-invasive fremgangsmåder, såsom orale og topiske behandlinger, såvel som mere invasive metoder, der giver mulighed for præcis lægemiddelafgivelse i enten systemisk eller lokaliseret måde. Endelig vil vi diskutere fordele og ulemper ved hver metode og beskrivefælles forhindringer og hvordan man bedst overvinde dem. Vi konkluderer med en diskussion om betydningen af at tilpasse den eksperimentelle metode til de biologiske spørgsmål snarere end den anden vej rundt.
Da Karl von Frisch belyst deres dans sprog 1, har honningbier forblevet en populær undersøgelse art for forskere i dyrs adfærd og neurobiologi. I de senere år et utal af nye discipliner er opstået i skæringspunktet mellem disse to områder, og flere andre discipliner (f.eks, molekylær biologi, genomforskning og datalogi) er opstået sammen med dem. Dette har ført til en hurtig udvikling af nye teorier og modeller til at forstå, hvordan adfærd skyldes aktivitet inden nervesystem. På grund af den unikke livsstil, rige adfærdsmæssige repertoire, og let eksperimenterende og farmakologisk manipulation, har bierne været på forkant med denne revolution.
Honningbier bliver brugt til at studere grundlæggende neurobiologiske spørgsmål som dem, der ligger til grund for indlæring og hukommelse 2,3, beslutningstagning 4, olfaktoriske 5 eller visuel bearbejdning 6. I de seneste år har honey bi er endda blevet brugt som model til at studere emner generelt forbeholdt medicinsk forskning, såsom virkningerne af vanedannende stoffer 7 – 11, sove 12, ældning 13, eller de mekanismer, der ligger til grund anæstesi 14.
I modsætning til de klassiske genetiske modelorganismer (f.eks D. melanogaster, C. elegans, M. musculus), der er meget få genetiske værktøjer til rådighed for at manipulere neurale funktioner i honningbier, selv om dette er i øjeblikket ændrer 15. I stedet har honningbi undersøgelser primært påberåbt farmakologiske manipulationer. Det har været meget vellykket; imidlertid, mangfoldigheden af bi forskning er således, at der er brug for en række fremgangsmåder til farmakologisk administration. Forskning med honningbier adresser meget forskellige spørgsmål, er undersøgt af forskere fra forskellige discipliner og baggrunde, og bruger en række eksperimentelle tilgange. Mange research spørgsmål kræver bier til enten være fri-flyvende, frit interagere i deres koloni, eller begge dele. Dette kan gøre det svært at holde styr på de enkelte forsøgsdyr, og gør tilbageholdenhed eller kanylering umuligt.
For at imødekomme de mange forskellige honningbi forskning, er der behov for en bred vifte af narkotika leveringsmetoder, der giver mulighed for robust og fleksibel administration og samtidig sikre, at den farmakokinetiske og farmakodynamiske profiler, invasionsevne af metoden, og dens pålidelighed, passer det paradigme pågældende. På grund af disse forskellige behov, har de fleste forskergrupper udviklet deres egne unikke Drug Administration metoder. Hidtil har dette været en styrke bi forskerkredse; det har ført til udviklingen af arrays af fremgangsmåder, der muliggør administration af samme lægemiddel i forskellige omstændigheder. Vores mål her er ikke at udvikle en enkelt standardiseret metode til farmakologiske manipulationer af bier, men snarere at fremhæve metoder,har vist sig at være særdeles vellykket, og hjælpe forskere vedtage disse. Vi diskuterer de grundlæggende principper for, hvordan de arbejder, samt deres fordele og ulemper.
Metoderne er skitseret ovenfor tillader enkel, effektiv og robust behandling af enten frit flyvende eller styrkes med honningbier. Disse metoder er kompatible med mange eksperimentelle paradigmer og biologiske spørgsmål (tabel 1). Alle de fritflyvende metoder kan nemt anvendes på styrkes med bier. Det omvendte er mindre vellykket, men da midlertidig tilbageholdenhed og invasive behandlingsmetoder ofte kan kompromittere biernes flyvende evne.
Metoderne er blevet præsenter…
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 |