Хорошо известно, что кишечные бактерии вносят значительный вклад в гомеостаз организма хозяина, обеспечивая ряд преимуществ, таких как иммунная защита и синтез витаминов. Они также снабжают хозяина значительным количеством питательных веществ, что делает эту экосистему важным метаболическим органом. В контексте растущего числа доказательств связи между кишечной флорой и метаболическим синдромом понимание метаболического взаимодействия между организмом хозяина и его кишечной микробиотой становится важной задачей современной биологии.1-4
Колонизация (также называемая процессом нормализации) представляет собой заселение микроорганизмами ранее безмикробного животного. Хотя это естественный процесс, происходящий при рождении, он также применяется у взрослых безмикробных животных для контроля экосистемы кишечной флоры и последующего определения ее влияния на метаболизм хозяина. Распространенным методом контроля процесса колонизации является зондовое введение (гаваж) одного вида или смеси микроорганизмов. Этот метод приводит к очень быстрой колонизации, но имеет недостаток в виде чрезвычайно высокого уровня стресса5. Поэтому целесообразно минимизировать стресс и обеспечить более медленный процесс колонизации, чтобы постепенно наблюдать за влиянием заселения бактерий на метаболизм хозяина.
В данной работе мы описываем процедуру оценки модификации печеночного метаболизма в процессе постепенной колонизации с использованием неразрушающего метода метаболического профилирования. Мы предлагаем осуществлять мониторинг колонизации кишечника микробиотой путем оценки метаболической активности кишечных микробов, которая отражается в экскреции с мочой микробных кометаболитов, с помощью метаболического профилирования на основе 1H ЯМР. Это позволяет оценить стабильность активности кишечной микробиоты помимо стабильного установления экосистемы кишечника, которое обычно оценивается путем мониторинга фекальных бактерий с помощью DGGE (электрофореза в денатурирующем градиентном геле).6 Колонизация происходит в обычной открытой среде и инициируется загрязненным наполнителем от обычных животных, которые будут служить контрольной группой. Поскольку грызуны являются копрофагами, это обеспечивает гомогенную колонизацию, как было описано ранее.7
Метаболический профиль печени измеряется непосредственно в интактном биоптате печени с помощью 1H ЯМР-спектроскопии высокого разрешения с магическим углом вращения (MAS NMR). Этот полуколичественный метод позволяет быстро оценить основные метаболиты, такие как триглицериды, глюкоза и гликоген, не повреждая структуру клеток, чтобы в дальнейшем оценить сложное взаимодействие между процессом колонизации и метаболизмом в печени7-10. Данный метод может быть применен к биоптату любой ткани11,12.