التحقيق في التعديلات في Caecum Microbiota بعد إصابات الدماغ الصادمة في الفئران
سبتمبر 19, 2019
يقدم هنا بروتوكول للحث على إصابة الدماغ الصادمة المنتشرة باستخدام جهاز قرع السوائل الجانبية متبوعاً بجمع محتوى caecum لتحليل ميكروبيوم الأمعاء.
في وقت واحد والخطوط التفاعلات بين الدماغ والأمعاء الميكروبات لا يزال غير معروف. استخدام هذه التقنية، يمكن فحص التعديلات في ميكروبيوتا الأمعاء بعد إصابة الدماغ الرضية في الفئران. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها بسيطة وفعالة نسبيا.
إثبات الإجراء سيكون وندونغ أنت، طالب دراسات عليا من مختبري. لالإصابة الدماغية الرضية التعريفي، تأكد من عدم وجود استجابة لقرصة إصبع في الماوس المُقصّر، وتطبيق مرهم على عيون الحيوان. بعد الحلاقة، قم بتطهير جلد فروة الرأس المكشوف بنسبة 70٪ من الإيثانول قبل أن ينكز فروة الرأس في متن طائرة برجية.
باستخدام ملقط، تراجع شق على كلا الجانبين، وفصل periosteum قليلا. استخدم علامة لرسم دائرة قطرها ثلاثة ملليمترات على المنطقة الجدارية اليمنى من الجمجمة على بعد ملليمترين من خط الوسط. استخدام الحفر الكهربائية لاختراق الجمجمة بعناية دون إتلاف دورا.
إزالة رفرف العظام لفضح نافذة العظام من ثلاثة ملليمترات ووضع قنية إصابة بلاستيكية على استئصال القحف. بعد ترسيخ القنب إلى الجمجمة مع الاكريليك الأسنان، واستخدام حقنة خمسة ملليلتر لملء القنية مع المالحة معقمة 0.9٪ طبيعي، مع الحرص على تجنب فقاعات. بدوره على منظار ومكبر للصوت.
تأكد من أن أنبوب الضغط العالي لجهاز إصابة السائل الجانبي خالي من فقاعات الهواء، ويقدم حوالي 10 نبضات اختبار، حتى يعطي الجهاز إشارة ثابتة. ضبط زاوية وضعية بدء البندول للوصول إلى كثافة نبضية من حوالي اثنين من الغلاف الجوي القياسية وتوصيل cannula إصابة بجهاز إصابة السائل الجانبي. اسحب الزناد لإطلاق البندول، مما يؤدي إلى إصابة الدماغ.
ثم الحصول على ونقل نبض إلى دورا من خلال نظام كامل مغلقة، أنابيب مملوءة بالسوائل. بعد تحريض إصابات الدماغ، وإزالة القنية وخياطة شق. ثم ضع الماوس على وسادة التدفئة مع المراقبة حتى يتم الإسعافية، قبل أن يعود الحيوان إلى قفصه المنزل مع إعلان libitum الوصول إلى الطعام والماء.
في نقاط الوقت التجريبية المشار إليها، وفضح الأمعاء وفقا للبروتوكولات القياسية واستخدام ملقط الاتنمية لفصل بلطف caecum من المسالك المعوية الأخرى. عندما تم تحديد مكان الأنسجة ، قطع caecum مع مقص حاد واستخراج محتويات الجسم يدويا على خلع الملابس العقيمة. ثم نقل محتويات أنبوب microcentuge 1.5 ملليلتر، للتخزين ناقص 80 درجة مئوية حتى تحليل الميكروبيوم.
16S تسلسل الحمض النووي المؤتلف يدل على انخفاض التنوع في ميكروبيوتا caecum في الفئران بعد ثلاثة أيام من إصابة الدماغ الرضية، مع الترابي الأكثر وفرة داخل محتويات caecum من مجموعات إصابات الدماغ صورية ورضية هو مبين في هذا الرقم. علاوة على ذلك ، يكشف التحجيم غير المتري والمتعدد الأبعاد عن تغييرات في تكوين ميكروبيوتا caecum بعد إصابة الدماغ الرضية. تذكر أن تبقي دورا سليمة عند حفر الجمجمة، وتكون لطيفة عند تحديد مكان وفصل caecum من الأراضي المعوية الأخرى.
بعد هذا الإجراء، يمكن أن يؤدي التلطيخ والويسين وتحليل لفحص التغير النسيجي والاستجابة الالتهابية داخل الأمعاء بعد إصابة الدماغ الرضية.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
نظرة عامة
تقدم هذه الدراسة بروتوكولاً لاستحثاث إصابة دماغية رضية (TBI) منتشرة باستخدام جهاز النقر السائلي الجانبي في الفئران. وعقب الإصابة، تبحث الدراسة في التغيرات التي تطرأ على ميكروبات الأمعاء من خلال جمع محتويات الأعور لتحليلها. يهدف هذا النهج إلى توضيح التفاعلات بين الإصابة الدماغية وتكوين ميكروبات الأمعاء.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلوم
- علم الأعصاب
- تحليل الميكروبيوم
- أبحاث إصابات الدماغ الرضية
خلفية علمية
- يعد فهم العلاقات بين الدماغ وميكروبيوم الأمعاء أمراً بالغ الأهمية في أبحاث إصابات الدماغ الرضية (TBI).
- لا تزال المعرفة الحالية حول كيفية تأثير إصابات الدماغ الرضية على ميكروبيوم الأمعاء محدودة.
- يتيح استخدام الفئران ككائن نموذجي توفير ظروف تجريبية مضبوطة.
الغرض من الدراسة
- تطوير بروتوكول موثوق لتحفيز إصابة الدماغ الرضية (TBI) وتحليل التغيرات اللاحقة في ميكروبيوم الأمعاء.
- استقصاء الارتباطات المحتملة بين الإصابة العصبية وتنوع ميكروبيوتا الأمعاء.
- تقديم رؤى حول تأثيرات إصابة الدماغ الرضية (TBI) على الصحة العامة والتفاعلات الميكروبيومية.
الطرق المستخدمة
- استُخدم جهاز طرق سوائل جانبي لإحداث إصابة دماغية رضية (TBI) في الفئران المخدرة.
- أُجريت إجراءات جراحية دقيقة، شملت اختراق الجمجمة وزرع القنية.
- بعد الإصابة، جُمعت محتويات الأعور لتحليل الميكروبيوم وحُفظت بطريقة مناسبة.
- استُخدم تسلسل 16S rDNA لتحديد التغيرات في تنوع وتكوين الميكروبيوتا.
النتائج الرئيسية
- أشار التحليل إلى انخفاض التنوع في ميكروبيوتا الأعور خلال ثلاثة أيام بعد إصابة الدماغ الرضية (TBI).
- أظهر القياس متعدد الأبعاد غير المتري تحولات ملحوظة في تكوين الميكروبيوتا عقب الإصابة.
- تسلط الدراسة الضوء على ضرورة توخي الحذر عند التعامل مع الأنسجة والحفاظ على الظروف المعقمة.
الاستنتاجات
- تضع هذه الدراسة منهجية لاستكشاف المحور المعوي الدماغي في سياق إصابات الدماغ الرضية (TBI).
- تشير النتائج إلى أن إصابات الدماغ الرضية قد تؤدي إلى اضطراب في ميكروبيوتات الأمعاء، وهو ما قد يكون له تداعيات على عملية التعافي.
- من شأن تعزيز المعرفة فيما يتعلق بالتفاعلات بين الأمعاء والدماغ أن يساهم في صياغة استراتيجيات علاجية مستقبلية لإصابات الدماغ الرضية.
الأسئلة الشائعة
الأهمية الصناعية التنفيذية
يتيح هذا البروتوكول تقليل المخاطر الميكانيكية المتعلقة بدراسة محور الميكروبيوتا-الأمعاء-الدماغ في أبحاث إصابات الدماغ الرضية، وذلك من خلال توفير نموذج قابل للتكرار لتقييم تغيرات الميكروبيوتا بعد الإصابة. كما يدعم عملية التحقق من الأهداف واكتشاف المؤشرات الحيوية عبر ربط الصدمات العصبية بتحولات قابلة للقياس الكمي في تركيب ميكروبيوتا الأعور. ويعزز هذا النهج الثقة التنبؤية في الدراسات قبل السريرية من خلال توحيد سير عمل استحثاث إصابات الدماغ الرضية (TBI) وعمليات أخذ عينات الميكروبيوتا.
التطبيقات الاستراتيجية في البحث والتطوير في مجال الأدوية الحيوية
الاكتشاف المبكر والتحقق من الهدف
- القيمة العلمية: تتيح استقصاء فرضيات المحور المعوي الدماغي من خلال قياس التغيرات في تنوع الميكروبيوتا بعد إحداث إصابة دماغية رضحيّة (TBI) محكومة.
- القيمة التشغيلية: توفر إجراءً جراحياً ومعيارياً لأخذ العينات لضمان جمع ميكروبيوتا الأعور بشكل متسق عبر المجموعات التجريبية.
الفحص وتطوير المقايسة
- القيمة العلمية: توليد مخرجات كمية لتسلسل 16S rDNA لتحديد ملامح التحولات في التركيب الميكروبي في عينات الأعور.
- القيمة التشغيلية: وضع سير عمل قابل للتكرار لتحليل الميكروبيوم يمكن دمجه في مسارات الفحص للعلاجات التي تستهدف الأمعاء.
الأبحاث الانتقالية وما قبل السريرية
- القيمة العلمية: يدعم نمذجة الأنظمة ذات الصلة بالأمراض من خلال ربط شدة إصابة الدماغ الرضية (TBI) بالتغيرات في الميكروبيوم في نموذج فأري.
- القيمة التشغيلية: يتيح التتبع الطولي للتغيرات في الميكروبيوتا لتوجيه قرارات التقدم المعدلة حسب المخاطر في البرامج قبل السريرية.
تكامل مسار العمل وسير العمل
تجسّر هذه الطريقة الفجوة بين بيولوجيا الاكتشاف والتحقق قبل السريري من خلال توحيد معايير تحفيز إصابة الدماغ الرضية (TBI) وتحليل ميكروبيوم الأمعاء لتقليل المخاطر المرتبطة بالأهداف العلاجية.
- بيولوجيا الاكتشاف: تسهل اختبار الفرضيات المتعلقة بالتفاعلات بين الميكروبيوم والأمعاء والدماغ من خلال الإصابة المتحكم بها وتحديد خصائص الميكروبيوم.
- الفحص: توفر عينات موحدة من ميكروبيوم الأعور مناسبة لعمليات تسلسل 16S وتحليل التنوع اللاحقة.
- التحليلات: تمكن من المقارنة الكمية للتكوين الميكروبي عبر القياس متعدد الأبعاد غير المتري ومقاييس التنوع.
- البحث الانتقالي: تربط نماذج الإصابة العصبية بالمؤشرات الحيوية للميكروبيوم لتحقيق الاستمرارية في المرحلة ما قبل السريرية.
- إعادة الاستخدام المؤسسي: تؤسس منصة قابلة لإعادة الاستخدام لدراسة تعديل محور الأمعاء والدماغ في نماذج الأمراض العصبية.
التأثير التشغيلي والمؤسسي
- القيمة العلمية: يقلل من الغموض الميكانيكي في أبحاث محور الأمعاء والدماغ من خلال توفير قراءات كمية للميكروبيوتا بعد الإصابة بـ TBI.
- القيمة التشغيلية: يضمن إمكانية التكرار من خلال بروتوكولات جراحية وبروتوكولات أخذ عينات وتسلسل معيارية.
- القيمة الاستراتيجية: يحسن قرارات المضي قدماً أو التوقف من خلال ربط نماذج TBI ببصمات المؤشرات الحيوية القائمة على الميكروبيوم.
- تأثير المحفظة: يدعم تحديد الأولويات المعدلة حسب المخاطر للمركبات التي تستهدف تفاعلات الأمعاء والدماغ في مرحلة التعافي من TBI.
اعتبارات التنفيذ
- يتطلب خبرة في الإجراءات الجراحية للفئران والتعامل المعقم مع الأنسجة.
- يعتمد على توفر أجهزة إصابة الطرق السائلي الجانبي والبنية التحتية لتسلسل 16S rDNA.
- يستلزم توحيد المعايير بين فرق أبحاث العلوم العصبية ومجموعات تحليل الميكروبيوم.
- يتضمن اعتبارات التكييف لأخذ عينات من الأعور عبر سلالات الفئران المختلفة أو نماذج الإصابة المختلفة.
- يتقيد بالحاجة إلى تطبيق تقنية تعقيم دقيقة أثناء تشريح أنسجة الأمعاء لمنع التلوث.
