Untersuchung von Veränderungen in Caecum Microbiota nach traumatischen Hirnverletzungen bei Mäusen
Summary
Präsentiert hier ist ein Protokoll, um diffuse traumatische Hirnverletzungen mit einem lateralen Fluid Percussion-Gerät gefolgt von der Sammlung des Caecum-Gehalts für Darm-Mikrobiom-Analyse induzieren.
Abstract
Zunehmende Erkenntnisse zeigen, dass die Mikrobiota-Darm-Gehirn-Achse eine wichtige Rolle bei der Pathogenese von Hirnerkrankungen spielt. Mehrere Studien zeigen auch, dass traumatische Hirnverletzungen Veränderungen der Darmmikrobiota verursachen. Jedoch, Mechanismen, die der bidirektionalen Regulation der Gehirn-Darm-Achse zugrunde liegen, bleiben unbekannt. Derzeit gibt es nur wenige Modelle für die Untersuchung der Veränderungen in Darm-Mikrobiota nach traumatischen Hirnverletzungen. Daher kombiniert die vorgestellte Studie Protokolle zur Induktion traumatischer Hirnverletzungen mit einem lateralen Fluid Percussion-Gerät und die Analyse von Caecum-Proben nach Verletzungen zur Untersuchung von Veränderungen im Darmmikrobiom. Veränderungen der Darmmikrobiotazusammensetzung nach traumatischen Hirnverletzungen werden mittels 16S-rDNA-Sequenzierung bestimmt. Dieses Protokoll bietet eine effektive Methode zur Untersuchung der Beziehungen zwischen enterischen Mikroorganismen und traumatischen Hirnverletzungen.
Introduction
Traumatische Hirnverletzungen (TBI) sind ein globales Problem der öffentlichen Gesundheit und die häufigste Todesursache bei jungen Erwachsenen1,2. TBI verursacht jedes Jahr viele Todesfälle, und Überlebende erleben eine Vielzahl von körperlichen, psychiatrischen, emotionalen und kognitiven Behinderungen. Daher ist TBI eine schwere Belastung für die Familiären und gesellschaftlichen Ressourcen eines Patienten. TBI beinhaltet sowohl die primäre Hirnverletzung, die zum Zeitpunkt des Traumas auftritt, als auch alle sekundären Hirnverletzungen, die Stunden bis Monate nach einer anfänglichen Verletzung entstehen. Sekundäre Hirnverletzungen werden durch mehrere biochemische Kaskaden vermittelt, die nicht nur schädlich für das Gehirn sind, sondern auch erhebliche negative Auswirkungen auf verschiedene Organsysteme haben, einschließlich des Magen-Darm-Systems3.
Derzeit gibt es drei Modelle, um TBI in Tierversuchen zu induzieren: Flüssigkeitspercussion-Verletzung, Kontrolle kortikaler Auswirkungen (CCI) und Gewichtsabnahmebeschleunigung. Lateral Fluid Percussion Injury (LFPI) ist das am häufigsten verwendete Modell, um diffuse Hirnverletzungen (DAI) zu etablieren4. Das Gerät verursacht Hirnverletzungen durch eine Kraniektomie, indem es einen kurzen Flüssigkeitsdruckimpuls auf die intakte Dura aufträgt. Dieser Impuls entsteht durch den Schlag des Pendels. LFPI ist eine reproduzierbare und kontrollierbare Modellierungsmethode für die TBI-Forschung.
Das Mikrobiom ist definiert als das kollektive Genom aller Mikroorganismen, die sich im menschlichen Körper befinden. Insbesondere Darmmikroben spielen nicht nur eine wichtige Rolle bei der Darmhomöostase und Funktion, sondern regulieren auch viele Aspekte der Wirtsphysiologie und der Funktion anderer Organe5. In den letzten Jahren, Es gibt zunehmend Hinweise, die darauf hindeuten, dass Darm-Mikrobiota reguliere Gehirnentwicklung und Funktion über Gehirn-Darm-Achsen6. Störung der Darmmikrobiota wurde mit mehreren Gehirnfunktionsstörungen einschließlich Parkinson-Krankheit, affektive Störungen, und Autismus7verbunden. Kürzlich, präklinische Studien haben auch berichtet, dass akute Hirnverletzungen Veränderungen in der Darmmikrobiotainduzierenkönnen 8,9.
Eine Studie von Treangen et al.10 fand signifikante Abnahmen bei drei mikrobiellen Arten und Erhöht bei zwei mikrobiellen Arten nach CCI-induziertem TBI. Diese Beweise deuten darauf hin, dass die Modulation von Darmmikrobiota eine therapeutische Methode im TBI-Management sein kann. Jedoch, die Mechanismen zugrunde Hirnverletzung-induzierte Darm-Mikrobiota Veränderungen bleiben unbekannt. Aus diesem Grund ist ein relativ einfaches und effizientes Modell zur Untersuchung der Veränderungen der Darmmikrobiota nach TBI erforderlich. Daher präsentiert die vorliegende Studie ein Protokoll zur Untersuchung von Veränderungen in Darmmikrobiota nach TBI bei Mäusen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Hier wird ein einfaches und effizientes Protokoll zur Bestimmung von Veränderungen der cecal microbiota nach TBI bei Mäusen vorgestellt. Die Induktion von Hirnverletzungen und die Entnahme von Caecum-Gehaltsproben sind wichtige Bestandteile des Protokolls.
Obwohl Forscher die Veränderungen der Darmmikrobiota nach TBI untersucht haben, waren die in diesen Studien verwendeten Hirnverletzungen CCI-8 und Gewichtstropfen/Impact-induzierte Modelle9.…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die Autoren haben nichts zu verraten.
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 |
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