Исследование изменений в Caecum микробиоты после травматического повреждения головного мозга у мышей
Summary
Представлено здесь протокол, чтобы вызвать диффузную черепно-мозговую травму с помощью боковой жидкости ударные устройства следуют сбор содержания caecum для анализа кишечного микробиома.
Abstract
Все больше данных свидетельствует о том, что микробиота-кишка-мозг оси играет важную роль в патогенезе заболеваний головного мозга. Несколько исследований также показывают, что черепно-мозговые травмы вызывают изменения в микрофлоре кишечника. Однако механизмы, лежащие в основе двунаправленной регуляции оси мозга и кишечника, остаются неизвестными. В настоящее время существует несколько моделей для изучения изменений в микрофлоре кишечника после черепно-мозговой травмы. Таким образом, представленное исследование сочетает в себе протоколы для индуцирования черепно-мозговой травмы с помощью боковой жидкости ударные устройства и анализа образцов caecum после травмы для исследования изменений в микрофлоре кишечника. Изменения состава микрофлоры кишечника после черепно-мозговой травмы определяются с помощью секвенирования 16S-rDNA. Этот протокол является эффективным методом изучения взаимосвязи между энтерическими микроорганизмами и черепно-мозговой травмой.
Introduction
Травматическая черепно-мозговая травма (TBI) является глобальной проблемой общественного здравоохранения и основной причиной смерти и инвалидности у молодых людей1,2. TBI вызывает много смертей каждый год, и выжившие испытывают различные физические, психиатрические, эмоциональные и когнитивные нарушения. Таким образом, ТБИ является тяжелым бременем для семьи пациента и социальных ресурсов. TBI включает в себя как первичную черепно-мозговую травму, которая происходит во время травмы и любые вторичные травмы головного мозга, которые развиваются часов до нескольких месяцев после первоначальной травмы. Вторичная травма головного мозга опосредована несколькими биохимическими каскадами, которые не только вредны для мозга, но и оказывают значительное негативное воздействие на различные системы органов, в ключая желудочно-кишечную систему3.
В настоящее время существует три модели, чтобы вызвать TBI в экспериментах на животных: травма жидкости ударных, контроль коркового воздействия (CCI), и ускорение падения веса. Боковая травма перкуссия жидкости (LFPI) является наиболее часто используемой моделью для установления диффузной черепно-мозговой травмы (DAI)4. Устройство производит черепно-мозговую травму через краниэктомию, применяя краткое давление жидкости импульс анетицирует сяртам. Этот пульс создается ударом маятника. LFPI является воспроизводимым и управляемым методом моделирования для исследования TBI.
Микробиом определяется как коллективные геномы всех микроорганизмов, которые находятся в организме человека. Кишечные микробы, в частности, не только играют важную роль в кишечной гомеостаза и функции, но и регулировать многие аспекты физиологии хозяина и функционирования других органов5. В последние годы, есть все больше доказательств того, что указывает на то, что кишечная микробиота регулировать развитие мозга и функции через мозг кишки осей6. Нарушение микрофлоры кишечника было связано с несколькими расстройствами функции мозга, включая болезнь Паркинсона, расстройства настроения, и аутизм7. В последнее время доклинические исследования также сообщили, что острая черепно-мозговая травма может вызвать изменения в микрофлоре кишечника8,9.
Исследование Treangen et al.10 выявило значительное уменьшение трех видов микробов и увеличение двух видов микробов после ТБИ, индуцированного ТБИ. Эти данные свидетельствуют о том, что модуляция кишечной микробиоты может быть терапевтическим методом в управлении TBI. Тем не менее, механизмы, лежащие в основе черепно-мозговой травмы вызванных кишечника изменения микрофлоры остаются неизвестными. По этой причине требуется относительно простая и эффективная модель изучения изменений в микрофлоре кишечника после TBI. Таким образом, настоящее исследование представляет собой протокол для изучения изменений в микрофлоре кишечника после TBI у мышей.
Protocol
Representative Results
Discussion
Представлен простой и эффективный протокол для определения изменений в микрофлоре цекалы после TBI у мышей. Индукция черепно-мозговой травмы и сбор образцов содержания цекума являются важнейшими частями протокола.
Несмотря на исследователи изучили изменения кишечной м?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторам нечего раскрывать.
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 |
Riferimenti
- 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).
