चूहे में दर्दनाक मस्तिष्क की चोट के बाद केकम माइक्रोबायोटा में परिवर्तन की जांच
Summary
यहाँ प्रस्तुत एक प्रोटोकॉल पेट microbiome विश्लेषण के लिए caecum सामग्री के संग्रह के बाद एक पार्श्व द्रव टक्कर डिवाइस का उपयोग कर फैलाना दर्दनाक मस्तिष्क चोट प्रेरित करने के लिए है.
Abstract
बढ़ते सबूत से पता चलता है कि microbiota-गट मस्तिष्क अक्ष मस्तिष्क रोगों के रोगजनन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है. कई अध्ययनों से यह भी पता चलता है कि दर्दनाक मस्तिष्क चोटों आंत microbiota में परिवर्तन का कारण. हालांकि, मस्तिष्क-गट अक्ष के द्विदिश विनियमन अंतर्निहित तंत्र अज्ञात रहते हैं। वर्तमान में, कुछ मॉडल दर्दनाक मस्तिष्क की चोट के बाद आंत microbiota में परिवर्तन का अध्ययन करने के लिए मौजूद हैं. इसलिए, प्रस्तुत अध्ययन एक पार्श्व द्रव टक्कर डिवाइस और आंत microbiome में परिवर्तन की जांच के लिए चोट के बाद सीकम के नमूने के विश्लेषण का उपयोग दर्दनाक मस्तिष्क चोट inducing के लिए प्रोटोकॉल को जोड़ती है. दर्दनाक मस्तिष्क की चोट के बाद आंत microbiota संरचना के परिवर्तन 16S-rDNA अनुक्रमण का उपयोग कर निर्धारित कर रहे हैं. इस प्रोटोकॉल आंत्र सूक्ष्मजीवों और दर्दनाक मस्तिष्क की चोट के बीच संबंधों का अध्ययन करने के लिए एक प्रभावी विधि प्रदान करता है.
Introduction
दर्दनाक मस्तिष्क की चोट (टीबीआई) एक वैश्विक सार्वजनिक स्वास्थ्य समस्या है और युवा वयस्कों में मृत्यु और विकलांगता का प्रमुख कारण1,2. टीबीआई हर साल कई मौतों का कारण बनता है, और जीवित बचे शारीरिक, मनोरोग, भावनात्मक, और संज्ञानात्मक विकलांगता की एक किस्म का अनुभव. इसलिए, टीबीआई एक रोगी के परिवार और सामाजिक संसाधनों के लिए एक भारी बोझ है। टीबीआई दोनों प्राथमिक मस्तिष्क चोट है कि आघात के समय और किसी भी माध्यमिक मस्तिष्क की चोट है कि प्रारंभिक चोट के बाद महीनों के लिए घंटे विकसित होता है शामिल है. माध्यमिक मस्तिष्क की चोट कई जैव रासायनिक cascades द्वारा मध्यस्थता है, जो न केवल मस्तिष्क के लिए हानिकारक हैं, लेकिन यह भी गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल प्रणाली सहित विभिन्न अंग प्रणालियों पर महत्वपूर्ण नकारात्मक प्रभाव पड़ता है3.
वर्तमान में, वहाँ तीन मॉडल पशु प्रयोगों में टीबीआई प्रेरित करने के लिए कर रहे हैं: तरल पदार्थ टक्कर चोट, नियंत्रण cortical प्रभाव (सीसीआई), और वजन ड्रॉप त्वरण. पार्श्व द्रव टक्कर चोट (LFPI) फैलाना मस्तिष्क चोट (डीएआई)4स्थापित करने के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल किया मॉडल है। डिवाइस बरकरार ड्यूरा करने के लिए एक संक्षिप्त तरल पदार्थ दबाव नाड़ी लागू करने से एक craniectomy के माध्यम से मस्तिष्क की चोट पैदा करता है. यह नाड़ी लोलक की हड़ताल से बनाई गई है। LFPI टीबीआई अनुसंधान के लिए एक पुन: उत्पादनीय और नियंत्रणीय मॉडलिंग विधि है।
माइक्रोबायोम को मानव शरीर में रहने वाले सभी सूक्ष्मजीवों के सामूहिक जीनोम के रूप में परिभाषित किया गया है। विशेष रूप से आंत्र सूक्ष्मजीव न केवल आंतों के घरेलू शोथ और कार्य में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं बल्कि मेजबान शरीर क्रिया विज्ञान के कई पहलुओं और अन्यअंगोंके कार्यकरण को भी विनियमित करते हैं . हाल के वर्षों में, वहाँ सबूत है कि इंगित करता है कि आंत microbiota मस्तिष्क के विकास को विनियमित और मस्तिष्क gut अक्ष6के माध्यम से कार्य में वृद्धि हुई है. आंत microbiota के विघटन पार्किंसंस रोग, मूड विकार, और आत्मकेंद्रित7सहित कई मस्तिष्क समारोह विकारों से जोड़ा गया है. हाल ही में, पूर्व नैदानिक अध्ययनों से यह भी पता चला है कि मस्तिष्क की तीव्र चोट आंत माइक्रोबायोटा8,9 में परिवर्तन पैदा कर सकतीहै.
ट्रेगेन एट अल द्वारा किए गए एक अध्ययन मेंपाया गया कि तीन माइक्रोबियल प्रजातियों में महत्वपूर्ण कमी आई है और सीसीआई प्रेरित टीबीआई के बाद दो माइक्रोबियल प्रजातियों में वृद्धि होती है। यह सबूत इंगित करता है कि आंत microbiota के मॉडुलन टीबीआई प्रबंधन में एक चिकित्सीय विधि हो सकती है. हालांकि, मस्तिष्क चोट प्रेरित आंत microbiota परिवर्तन अंतर्निहित तंत्र अज्ञात रहते हैं. इस कारण से, टीबीआई के बाद आंत microbiota में परिवर्तन का अध्ययन करने का एक अपेक्षाकृत सरल और कुशल मॉडल की आवश्यकता है. इसलिए, वर्तमान अध्ययन चूहों में टीबीआई के बाद आंत microbiota में परिवर्तन की जांच करने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करता है.
Protocol
Representative Results
Discussion
यहाँ प्रस्तुत एक सरल और कुशल प्रोटोकॉल चूहों में TBI के बाद cecal microbiota में परिवर्तन निर्धारित करने के लिए है. मस्तिष्क की चोट और सीकम सामग्री के नमूनों का संग्रह शामिल प्रोटोकॉल के महत्वपूर्ण भाग हैं।
<p class="jov…Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखकों को खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है.
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 |
References
- 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).
