Farelerde Travmatik Beyin Hasarı Sonrası Caecum Mikrobiyotasında Ki Değişikliklerin Araştırılması
Summary
Burada sunulan bir protokol bağırsak mikrobiyom analizi için caecum içeriğinin toplanması takip bir lateral sıvı perküsyon cihazı kullanarak diffüz travmatik beyin hasarı neden olur.
Abstract
Artan kanıtlar mikrobiyota-bağırsak-beyin ekseninin beyin hastalıklarının patogenezinde önemli bir rol oynadığını göstermektedir. Çeşitli çalışmalar da travmatik beyin yaralanmaları bağırsak mikrobiyota değişikliklere neden olduğunu göstermektedir. Ancak beyin-bağırsak ekseninin çift yönlü düzenlenmesinin altında yatan mekanizmalar bilinmemektedir. Şu anda, birkaç model travmatik beyin hasarı sonrası bağırsak mikrobiyota değişiklikleri incelemek için var. Bu nedenle, sunulan çalışma, bir lateral sıvı perküsyon cihazı ve bağırsak mikrobiyom değişiklikleri araştırmak için yaralanma aşağıdaki kaecum örneklerinin analizi kullanarak travmatik beyin hasarı indükleyen protokolleri birleştirir. Travmatik beyin hasarı sonrası bağırsak mikrobiyota bileşiminde yapılan değişiklikler 16S-rDNA dizilimi kullanılarak belirlenir. Bu protokol enterik mikroorganizmalar ve travmatik beyin hasarı arasındaki ilişkileri incelemek için etkili bir yöntem sağlar.
Introduction
Travmatik beyin hasarı (TBI) küresel bir halk sağlığı sorunu ve genç erişkinlerde ölüm ve sakatlık önde gelen nedeni1,2. TBI her yıl birçok ölüme neden olur ve hayatta kalanlar çeşitli fiziksel, psikiyatrik, duygusal ve bilişsel engellerle karşılaşır. Bu nedenle, TBI bir hastanın aile ve toplumsal kaynaklar için ağır bir yüktür. TBI travma sırasında meydana gelen birincil beyin hasarı ve ilk yaralanma dan sonra ay saat geliştirmek herhangi bir ikincil beyin yaralanmaları içerir. İkincil beyin hasarı birkaç biyokimyasal basamaklar tarafından aracılık edilir, hangi sadece beyne zararlı değil, aynı zamanda çeşitli organ sistemleri üzerinde önemli olumsuz etkileri vardır, gastrointestinal sistem de dahil olmak üzere3.
Şu anda, hayvan deneylerinde TBI ikna etmek için üç model vardır: sıvı perküsyon yaralanması, kontrol kortikal etkisi (CCI), ve ağırlık düşme ivme. Lateral sıvı perküsyon hasarı (LFPI) yaygın beyin hasarı kurmak için en sık kullanılan modeldir (DAI)4. Cihaz bozulmamış dura kısa bir sıvı basıncı darbe uygulayarak bir kraniektomi yoluyla beyin hasarı üretir. Bu nabız sarkaç darbe tarafından oluşturulur. LFPI, TBI araştırmaları için tekrarlanabilir ve kontrol edilebilir bir modelleme yöntemidir.
Mikrobiyom, insan vücudunda bulunan tüm mikroorganizmaların kolektif genomları olarak tanımlanır. Özellikle bağırsak mikropları sadece bağırsak homeostazve fonksiyonu önemli bir rol oynamak değil, aynı zamanda konak fizyolojisi ve diğer organların işleyişi birçok yönünü düzenleyen5. Son yıllarda, bağırsak mikrobiyota beyin-bağırsakeksenleri6 ile beyin gelişimi ve fonksiyonu düzenleyen gösteren kanıtlar artmaktadır. Bağırsak mikrobiyota bozulması Parkinson hastalığı, duygudurum bozuklukları da dahil olmak üzere çeşitli beyin fonksiyon bozuklukları ile bağlantılı olmuştur, ve otizm7. Son zamanlarda, preklinik çalışmalar da akut beyin hasarı bağırsak mikrobiyota değişiklikleri neden olabilir bildirdin8,9.
Treangen ve ark.10 tarafından yapılan bir çalışmada, CCI’ye bağlı TBI’den sonra üç mikrobiyal türde önemli azalmalar ve iki mikrobiyal türde artış saptandı. Bu kanıt bağırsak mikrobiyota modülasyonu TBI yönetiminde tedavi yöntemi olabileceğini göstermektedir. Ancak, beyin hasarına bağlı bağırsak mikrobiyota değişiklikleri altında yatan mekanizmalar bilinmemektedir. Bu nedenle, TBI sonra bağırsak mikrobiyota değişiklikleri çalışma nispeten basit ve verimli bir model gereklidir. Bu nedenle, bu çalışma farelerde TBI sonra bağırsak mikrobiyota değişiklikleri incelemek için bir protokol sunuyor.
Protocol
Representative Results
Discussion
Burada sunulan farelerde TBI sonra cekal mikrobiyota değişiklikleri belirlemek için basit ve verimli bir protokoldür. Beyin hasarının indüksiyonu ve caecum içerik örneklerinin toplanması protokolün kritik parçalarıdır.
Araştırmacılar TBI aşağıdaki bağırsak mikrobiyota değişiklikleri incelediolmasına rağmen, Bu çalışmalarda kullanılan beyin hasarı CCI-8 ve kilo damla / darbe kaynaklı modeller9. Ancak, CCI modeli ço…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Materials
| DNA isolation kit | QIAGEN | 51604 | For fast purification of genomic DNA from stool samples |
| Gene analysis service | GENEWIZ | Gene analyse service | |
| Heating pad | Shanghai SAFE Biotech Co. | TR-200 | heating pad |
| Injector | The First Affiliated Hospital, School of Medicine, Zhejiang University | injector | |
| LFPI device | Virginia Commonwealth University |
FP302 | LFPI device |
| Micro cranial drill | RWD Life Science | 78061 | Micro cranial drill |
| Povidone Iodine | The First Affiliated Hospital, School of Medicine, Zhejiang University | Povidone Iodine |
Referenzen
- Cheng, P., et al. . Trends in traumatic brain injury mortality in China, 2006-2013: A population-based longitudinal study. 14, e1002332 (2017).
- Maas, A. I. R., et al. Traumatic brain injury: integrated approaches to improve prevention, clinical care, and research. The Lancet Neurology. 16, 987-1048 (2017).
- Gaddam, S. S., Buell, T., Robertson, C. S. Systemic manifestations of traumatic brain injury. Handbook of Clinical Neurology. 127, 205-218 (2015).
- Kabadi, S. V., et al. Fluid-percussion-induced traumatic brain injury model in rats. Nature Protocols. 5, 1552-1563 (2010).
- Fung, T. C., Olson, C. A., Hsiao, E. Y. Interactions between the microbiota, immune and nervous systems in health and disease. Nature Neuroscience. 20, 145-155 (2017).
- Collins, S. M., Surette, M., Bercik, P. The interplay between the intestinal microbiota and the brain. Nature Reviews Microbiology. 10, 735-742 (2012).
- Cryan, J. F., Dinan, T. G. Mind-altering microorganisms: the impact of the gut microbiota on brain and behaviour. Nature Reviews Neuroscience. 13, 701-712 (2012).
- Nicholson, S. E., et al. Moderate Traumatic Brain Injury Alters the Gastrointestinal Microbiome in a Time-Dependent. Shock. , (2018).
- Houlden, A., et al. Brain injury induces specific changes in the caecal microbiota of mice via altered autonomic activity and mucoprotein production. Brain, Behavior, and Immunity. 57, 10-20 (2016).
- Treangen, T. J., et al. Traumatic Brain Injury in Mice Induces Acute Bacterial Dysbiosis Within the Fecal Microbiome. Frontiers in Immunology. 9, 2757 (2018).
- Alder, J., Fujioka, W., Lifshitz, J., Crockett, D. P., Thakker-Varia, S. Lateral fluid percussion: model of traumatic brain injury in mice. Journal of Visualized Experiments. , (2011).
- Thompson, H. J., et al. Lateral fluid percussion brain injury: a 15-year review and evaluation. Journal of Neurotrauma. 22, 42-75 (2005).
- Pang, W., Vogensen, F. K., Nielsen, D. S., Hansen, A. K. Faecal and caecal microbiota profiles of mice do not cluster in the same way. Laboratory Animals. 46, 231-236 (2012).
