拘束と自由飛行ミツバチの神経薬理学的操作、<em>アピスミツバチ</em
Summary
この原稿は、自由飛行ミツバチのための単純な非侵襲的方法、ならびに拘束ミツバチの正確な局所治療を可能にする、より侵襲性の変異体を含む、ミツバチへの薬理学的薬剤を投与するためのいくつかのプロトコルについて説明します。
Abstract
ミツバチは、驚異的な学習能力と高度な社会的行動との通信を示しています。また、彼らの脳は、小さな視覚化すると勉強するのは簡単です。したがって、蜂は長い社会的、自然な行動の神経基盤を研究するための神経生物学者とneuroethologistsの間で好まれるモデルとなっています。これは、ハチを研究するために使用される実験技術は挙動が検討されて干渉しないことが重要です。このため、ミツバチの薬理学的操作のための技術の範囲を開発する必要がありました。本稿では、薬理学的物質の広い範囲で拘束またはフリー飛行ミツバチを治療するための方法を実証します。これらは、経口および局所治療だけでなく、全身的または局所的ないずれかの方法で正確な薬物送達を可能にする、より侵襲的な方法として非侵襲的方法の両方を含みます。最後に、私たちは、それぞれの方法の長所と短所を議論し、説明します最善の方法、それらを克服するために、共通のハードルと。私たちは、生物学的な質問ではなく、他の方法で回避に実験方法を適応させることの重要性についての議論と結論付けています。
Introduction
カール・フォン・フリッシュが彼らのダンスの言語1を明らかにしているので、ミツバチは、動物の行動と神経生物学の研究者のための普及研究種残っていました。近年では新しい分野の無数のは、これらの二つのフィールド、およびそれらと並んで生じているいくつかの他の分野（ 例えば、分子生物学、ゲノミクス、およびコンピュータサイエンス）の交差点に浮上しています。これは、神経系内のアクティビティからどのように行動の結果を理解するための新しい理論やモデルの急速な発展につながっています。そのためのユニークなライフスタイル、豊かな行動レパートリー、実験および薬理学的操作の容易さ、ミツバチはこの革命の最前線で推移しています。
ミツバチは、学習と記憶2,3、4意思決定、嗅覚5、または視覚処理6の根底にあるものなど、基本的な神経生物学的な質問を研究するために使用されています。近年では、ほん11、睡眠12、13を老化、または麻酔14のメカニズム– EYの蜂はあっても、そのような依存性薬物7の効果として、一般的に医学研究のために予約トピックを研究するためのモデルとして使用されています。
これは現在、15を変更しているが、古典的な遺伝的モデル生物（ 例えば 、 キイロショウジョウバエ 、 線虫 、M.の筋 ）のためとは異なり、ミツバチに神経機能を操作するために利用可能な非常に少数の遺伝子ツールは、あります。その代わりに、ミツバチの研究は、主に、薬理学的操作に頼ってきました。これは非常に成功しています。しかしながら、ミツバチ研究の多様性は、薬理学的投与のための方法の範囲が必要とされるようなものです。ミツバチでの研究は、異なる分野や背景の研究者によって研究され、非常に多様な質問に対処し、かつ実験的アプローチの様々なを使用しています。多くのRESEアーチの質問は自由に植民地に相互作用し、自由飛行すること、またはその両方のいずれかにミツバチが必要です。これは、困難な個々の実験動物を追跡することを可能にする、および拘束またはカニューレ挿入不可能になることができます。
ミツバチ研究の多様性に対応するために、薬物送達の様々な方法は、薬物動態学的および薬力学的プロファイル、方法の侵襲性、及びその信頼性は、問題のパラダイムに合うようにしながら、堅牢で柔軟な管理を可能にする、必要とされています。そのため、これらの多様なニーズ、ほとんどの研究グループは、独自の薬物投与方法を開発しました。これまでのところ、これは蜂の研究コミュニティの強さとなっています。それは、さまざまな状況における同じ薬剤の投与を可能にする方法のアレイの開発につながりました。ここでの私たちの目標は、蜂の薬理学的操作のための単一の標準化された方法を開発することではなく、そのメソッドを強調することではありません特に成功であることが証明され、研究者がこれらの導入を支援しています。私たちは、基本的な彼らがどのように動作するかの原則、ならびにそれらの利点と欠点について説明します。
Protocol
Representative Results
Discussion
上記概説した方法は、自由飛行または活かしたミツバチのいずれかの、単純な効果的かつ堅牢な治療を可能にします。これらの方法は、多くの実験パラダイムおよび生物学的質問（ 表1）と互換性があります。自由飛行方法のすべてを容易に活用ハチに適用することができます。逆に、一時的な拘束や侵襲的な治療法は、多くの場合、ミツバチ「飛行能力を損なう可能性があるた…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
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.
Materials
| 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 |
References
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