אוסף חלב בעכברוש שימוש נימי צינורות והערכה של שומן חלב תוכן על ידי Creamatocrit
Summary
Milk is a primary source of nutrition for the neonate. Analysis of milk components may provide insight into maternal factors that affect offspring health. This protocol describes a manual method of collecting milk samples from the lactating rat, which can then be used for further downstream analysis.
Abstract
Milk, as the sole source of nutrition for the newborn mammal, provides the necessary nutrients and energy for offspring growth and development. It also contains a vast number of bioactive compounds that greatly affect the development of the neonate. The analysis of milk components will help elucidate key factors that link maternal metabolism and health with offspring growth and development. The laboratory rat represents a popular model organism for maternal studies, and rat milk can be used to examine the effect of various maternal physiological, nutritional, and pharmacological interventions on milk components, which may then impact offspring health. Here a simple method of manually collecting milk from the lactating rat that can be performed by a single investigator, does not require specialized vacuum or suction equipment, and provides sufficient milk for subsequent downstream analysis is described. A method for estimating the fat content of milk by measuring the percentage of cream within the milk sample, known as the creamatocrit, is also presented. These methods can ultimately be used to increase insight into maternal-child health and to elucidate maternal factors that are involved in proper growth and development of offspring.
Introduction
חלב הוא המקור היחיד לתזונה ליונקים יילוד, לספק אנרגיה וחומרים מזינים לצמיחת תינוק ו1,2 פיתוח. בעוד חלב מורכב בעיקר של תאים, שומנים, וחלבונים 1, הוא מכיל גם שפע של תרכובות ביו לווסת פיתוח חייו המוקדם של צאצאים כוללים אנזימים, פחמימות, הורמונים, נוגדנים, גורמי גדילה, ציטוקינים, exosomes, microvesicles, וRNA הקטן כזה כמייקרו-רנ"א 1,2. התפקיד הבסיסי של חלב אימהי בהקמת צאצאים חיסוניים ובריאות מעיים 3, יחד עם ראיות לכך שהנקת תינוקות הם פחות רגישים למחלה 2, מדגיש את החשיבות של זיהוי מרכיבי חלב הקשורים לתהליכי מחלה בתחילת החיים והמנגנונים המולקולריים מעורבים במעשיהם. עכברוש הפיתוח הוא מודל פופולרי לחקירת ההשפעה של תזונה שונות, פיסיולוגי, והתערבויות כימיות בתחילהפיתוח'החיים 4. הניתוח של חלב חולדה לכן עשוי לספק תובנות רומן לבריאות האם וצאצאים.
התקדמות מדעית נוכחית כעת לספק הגדלת הזדמנויות לחקירות מעמיקות של ההשפעות של מרכיבי חלב ספציפיים על בריאות ומחלה. לדוגמא, רצף של פרופילי חיידקי החלב הובהר תפקידם בהתישבות במעי המוקדמת של מעי התינוק 5, ניתוח ספקטרומטר מסה של אוליגוסכרידים חלב סיפק תובנה השינוי של פרופילי oligosaccharide חלב באמצעות דיאטה אימהית 6, ורצף עמוק של microRNA מופרש ב כדוריות השומן של חלב מדגישה תפקידים אפשריים בשעתוק הגנים, חילוף חומרים, ואת תפקוד מערכת חיסון 7.
מודלים של עכברים מייצגים את אחד אורגניזמים המודל הפופולריים ביותר בשימוש במחקרים אימהיים 8,9. יתרון אחד הוא תקופות קצרות שלהם להריון והנקה, שנמשכות רק approximatאיליי 21 ימים כל אחד; לכן הזמן הכולל מתחילת ההריון להנקה מייצג פרק זמן קצר שבו יכולים להיות שנוצרו נתונים יקרי ערך. הגודל הגדול יותר של חולדות בהשוואה לעכברים, בהקשר של אוסף חלב, עשוי לספק יתרון משמעותי ביחס להיקף של חלב וקלות אוסף חלב; ייצור חלב בעכבר למשל נראה,, להיות תלוי במשקל גוף כולל עם עכברים כבדים לייצר יותר חלב 10.
כאן, תיאור כללי לאיסוף הידני של חלב מחולדות מניקות מסופק. פרוטוקול זה דורש ציוד מינימאלי, אינו פולשני, זול, וניתן להשתמש בם כדי לאסוף כמויות מספיקות של חלב לניתוחים נוספים במורד הזרם. בקיצור, הסכר הוא הרדים עם isoflurane, אכזבת חלב היא מגורה על ידי אוקסיטוצין, וחלב נאסף לתוך צינורות נימים באמצעות ביטוי ידני של חלב. לבסוף, כשני מרכיבים עיקריים של חלב הם שומן וחלבונים, descriptio קצרn של הערכת תכולת שומן חלב באמצעות מדידות creamatocrit 11 וכימות של ריכוז חלבון כולל באמצעות assay חלבון סטנדרטי מוצג.
Protocol
Representative Results
Discussion
Investigations into maternal milk components have increased as interest in early life development research rises. As the sole source of nutrition during the neonatal period, the bioactive compounds in milk are essential for ideal growth and development, especially in the context of intestinal and immune health3. The method presented here is a simple, non-invasive method of collecting milk from the lactating rat in amounts sufficient for downstream analysis, such as oligosaccharide profiling6. The me…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודות זו נתמכה באמצעות מענקים ממדעי הטבע והנדסת מועצת המחקר של קנדה (RGPIN 238,382-2,011) והמכון קנדי לבריאות מחקר (MOP115076). הת'ר פול נתמכה על ידי מלגות לתארים מתקדמים מדעי טבע והנדסת מועצת המחקר של קנדה ומלגת פתרונות בריאות אלברטה מתפתחת. מייגן האלאם נתמכה על ידי מלגה למדעי טבע והנדסת מחקר מועצה שלאחר התואר הראשון, מלגות פרדריק בנטינג וצ'רלס בסט קנדה בוגר, ובית החולים מכון מחקר הדרכת פרס ילדים אלברטה בגנטיקה, התפתחות ילד, ובריאות.
Materials
| Equipment – Milking | |||
| 1 ml syringes | BD-Canada | 309602 | |
| 25 G needles | BD-Canada | 305122 | |
| 18 G needles | BD-Canada | 305196 | |
| 50 ul Microdispenser Capillary Tubes | Fisher Scientific | 21-169D | |
| Oxytocin (20 USP Units/ml) | Bimeda-MTC | 1OXY015 | |
| PPC Vet Isoflurane Inhalation Anesthetic, 250 ml | Fresenius Kabi | M60302 | Used on the order of a veterinarian |
| Sterile Alcohol Prep Pad | Dukal | 853 | |
| Absorbent Bench Underpad | VWR | 82020-845 | |
| Maxi-Therm Hyper/Hypothermia Blanket | Cincinnati Sub-Zero | 274 | |
| Rodent Anesthesia Machine with Vaporizer | Benson Medical Industries Inc. | Subject to individual laboratory needs | |
| Animal Masks | Benson Medical Industries Inc. | 50100/50102 | |
| Microcentrifuge Tubes | Axygen | MCT-060-C | |
| ChroMini Professional Trimmer | Wahl | – | |
| Equipment – Creamatocrit | |||
| StatSpin SafeCrit Plastic Microhematocrit Tubes (Untreated) | Fisher Scientific | 22-274-914 | |
| Critoseal Capillary Tube Sealant Tray | VWR | 470161-478 | |
| StatSpin CritSpin Microhematocrit Centrifuge | Beckman Coulter, Inc | X00-004999-001 |
References
- Izumi, H., Kosaka, N., Shimizu, T., Sekine, K., Ochiya, T., Takase, M. Time-dependent expression profiles of microRNAs and mRNAs in rat milk whey. PLoS ONE. 9 (2), e0088843 (2014).
- Hsieh, C. C., Hernández-Ledesma, B., Fernández-Tomé, S., Weinborn, V., Barile, D., de Moura Bell, J. M. Milk Proteins, Peptides, and Oligosaccharides: Effects against the 21st Century Disorders. BioMed Res. Int. , (2015).
- Rogier, E. W., et al. Lessons from mother: Long-term impact of antibodies in breast milk on the gut microbiota and intestinal immune system of breastfed offspring. Gut Microbes. 5 (5), 663-668 (2014).
- Keen, C. L., Lönnerdal, B., Clegg, M., Hurley, L. S. Developmental changes in composition of rat milk: trace elements, minerals, protein, carbohydrate and fat. J. of Nutr. 111 (2), 226-236 (1981).
- Cabrera-Rubio, R., Collado, M. C., Laitinen, K., Salminen, S., Isolauri, E., Mira, A. The human milk microbiome changes over lactation and is shaped by maternal weight and mode of delivery. Am. J. Clin. Nutr. 96 (3), 544-551 (2012).
- Hallam, M. C., Barile, D., Meyrand, M., German, J. B., Reimer, R. A. Maternal high-protein or high-prebiotic-fiber diets affect maternal milk composition and gut microbiota in rat dams and their offspring. Obesity. 22 (11), 2344-2351 (2014).
- Munch, E. M., et al. Transcriptome Profiling of microRNA by Next-Gen Deep Sequencing Reveals Known and Novel miRNA Species in the Lipid Fraction of Human Breast Milk. PLoS ONE. 8 (2), e50564 (2013).
- Li, M., Sloboda, D. M., Vickers, M. H. Maternal obesity and developmental programming of metabolic disorders in offspring: Evidence from animal models. Exp Diabetes Res. 2011, (2011).
- Ellis, P. J. I., et al. Thrifty metabolic programming in rats is induced by both maternal undernutrition and postnatal leptin treatment, but masked in the presence of both: implications for models of developmental programming. BMC Genomics. 15, 49 (2014).
- Gomez-Gallago, C., et al. A method to collect high volumes of milk from mice (Mus musculus). An. Vet. Murcia. 29, 55-61 (2013).
- Wang, C. D., Chu, P. S., Mellen, B. G., Shenai, J. P. Creamatocrit and the nutrient composition of human milk. J. Perinatol. 19 (5), 343-346 (1999).
- Rodgers, C. T. Practical aspects of milk collection in the rat. Lab. Anim. 29 (4), 450-455 (1995).
- Godbole, V. Y., Grundleger, M. L. Composition of rat milk from day 5 to 20 of lactation and milk intake of lean and preobese zucker pups. J. Nutr. 111 (3), 480-487 (1981).
- Del Prado, M., Delgado, G., Villalpando, S. Maternal lipid intake during pregnancy and lactation alters milk composition and production and litter growth in rats. J. Nutr. 127 (3), 458-462 (1997).
- Nicholas, K. R., Hartmann, P. E. Milk secretion in the rat: progressive changes in milk composition during lactation and weaning and the effect of diet. Comp. Biochem. Physiol. A. Comp. Physiol. 98 (3-4), 533-542 (1991).
- Azara, C. R. P., et al. Ethanol intake during lactation alters milk nutrient composition and growth and mineral status of rat pups. Biol. Res. 41 (3), 317-330 (2008).
- Keen, C. L., Lönnerdal, B., Sloan, M. V., Hurley, L. S. Effects of milking procedure on rat milk composition. Physiol. Behav. 24 (3), 613-615 (1980).
- Romeu-Nadal, M., Castellote, A. I., Lòpez-Sabater, M. C. Effect of cold storage on vitamins C and E and fatty acids in human milk. Food Chem. 106 (1), 65-70 (2008).
- Lucas, A., Gibbs, J. A., Lyster, R. L., Baum, J. D. Creamatocrit: simple clinical technique for estimating fat concentration and energy value of human milk. Br. Med. J. 1 (6119), 1018-1020 (1978).
- Furtado, K., Andrade, F. Comparison of the beneficial and adverse effects of inhalable and injectable anaesthetics in animal models: a mini-review. OA Anaesthetics. 1 (2), 20 (2013).
- Hausman Kedem, M., et al. The effect of advanced maternal age upon human milk fat content. Breastfeed. Med. 8 (1), 116-119 (2013).
- Mandel, D., Lubetzky, R., Dollberg, S., Barak, S., Mimouni, F. B. Fat and energy contents of expressed human breast milk in prolonged lactation. Pediatrics. 116 (3), e432-e435 (2005).
