Melk Collection in de rat met behulp van capillaire buizen en Schatting van melk vetgehalte 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
Melk is de enige bron van voeding voor pasgeboren zoogdieren, het verstrekken van energie en voedingsstoffen voor de baby groei en ontwikkeling 1,2. Terwijl melk bestaat voornamelijk uit cellen, lipiden en eiwitten 1, bevat het ook een overvloed van bioactieve verbindingen die vroege leven ontwikkeling van nageslacht waaronder enzymen, koolhydraten, hormonen, antilichamen, groeifactoren, cytokines, exosomes, microvesicles en kleine RNA dergelijke moduleren als microRNA 1,2. De fundamentele rol van de moedermelk in de oprichting van de nakomelingen het immuunsysteem en de gezondheid van de darmen 3, in combinatie met het bewijs dat borstgevoede baby's zijn minder vatbaar voor ziekten 2, benadrukt het belang van de identificatie van de bestanddelen van melk in verband met de ziekte van processen in het begin van het leven en de moleculaire mechanismen die betrokken zijn in hun acties. De ontwikkeling van rat is een populair model voor het onderzoeken van het effect van verschillende voedings-, fysiologische en chemische interventies vroege-life ontwikkeling 4. De analyse van de rat melk kan daarom bieden nieuwe inzicht in de moeder en nakomelingen gezondheid.
De huidige wetenschappelijke vooruitgang bieden nu meer mogelijkheden voor diepgaand onderzoek naar de effecten van specifieke melkbestanddelen op gezondheid en ziekte. Zo heeft sequentiebepaling melk bacteriële profielen hun rol toegelicht begin darmflora van de baby darm 5, hebben massaspectrometrie analyse melk oligosacchariden inzicht gegeven in de wijziging van melk oligosaccharide profielen via maternale voeding 6 en diepe sequencing van microRNA uitgescheiden in de vetbolletjes moedermelk belicht mogelijke rollen in gentranscriptie, het metabolisme en het immuunsysteem 7.
Ratmodellen vertegenwoordigen een van de meest populaire modelorganismen gebruikt maternale studies 8,9. Een voordeel is hun korte zwangerschap en borstvoeding periode, van slechts approximatEly 21 dagen elk; dus de totale tijd vanaf het begin van de zwangerschap tot borstvoeding is een korte tijdsperiode waarin waardevolle data kunnen worden gegenereerd. De grotere omvang van ratten in vergelijking met muizen in het kader van melk verzamelen, kan een significant voordeel opleveren met betrekking tot hoeveelheid melk en gemakkelijk melkinzameling; melkproductie in de muis, lijkt bijvoorbeeld afhankelijk totale lichaamsgewicht zwaardere muizen produceren meer melk 10 te zijn.
Hier wordt een algemene beschrijving voor het handmatig verzamelen van melk van zogende ratten verstrekt. Dit protocol vereist een minimale uitrusting, niet-invasief, goedkoop, en kan worden gebruikt om voldoende hoeveelheden melk te verzamelen voor verdere stroomafwaartse analyses. In het kort, is de dam verdoofd met isofluraan, melkafgifte wordt gestimuleerd door oxytocine, en de melk wordt verzameld in capillaire buisjes via handmatige uitdrukking van de melk. Tot slot, als twee belangrijke componenten van de melk zijn vet en eiwitten, een korte description schatten melkvetgehalte behulp creamatocrit afmetingen 11 en kwantificeren van totale eiwitconcentratie met behulp van een standaard eiwit assay wordt gepresenteerd.
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…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund door middel van subsidies van de Natural Sciences and Engineering Research Council van Canada (RGPIN 238382-2011) en de Canadese Institutes of Health Research (MOP115076). Heather Paul werd ondersteund door een Natural Sciences and Engineering Research Council van Canada Postgraduate Scholarship en een Alberta vernieuwt Health Solutions beurs. Megan Hallam werd ondersteund door een Natural Sciences and Engineering Research Council Postgraduate Scholarship, een Frederick Banting en Charles Best Canada Graduate Scholarship en een Alberta Children's Hospital Research Institute Training Award in Genetics, Child Development, en gezondheid.
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 |
Referências
- 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).
