בכתב היד הזה אנו דנים בשיטה חדשה לדגימה ולניתוח של המיקרוביום של התריסריון. שיטה זו מספקת תיאור מדויק של המגוון וההרכב המיקרוביאלי בתריסריון ויכולה להיות שימושית לחקירה נוספת של המיקרוביום של התריסריון.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
בכתב היד הזה אנו דנים בשיטה חדשה לדגימה ולניתוח של המיקרוביום של התריסריון. שיטה זו מספקת תיאור מדויק של המגוון וההרכב המיקרוביאלי בתריסריון ויכולה להיות שימושית לחקירה נוספת של המיקרוביום של התריסריון.
שינויים במיקרוביום נמצאו בקורלציה עם הפיזיולוגיה והפתופיזיולוגיה של מערכות איברים רבות הן בבני אדם והן במודלים של עכברים. המיקרוביום של המעי נחקר בדרך כלל באמצעות אוספי דגימות צואה. הקלות בהשגת דגימות צואה הביאה למחקרים רבים שחשפו מידע הנוגע למערכת העיכול הלומינלית הדיסטלית. עם זאת, מעט מחקרים התייחסו לחשיבות המיקרוביום במעי הפרוקסימלי. בהתחשב בכך שהתריסריון הוא אתר עיקרי לעיכול וספיגה, המיקרוביום שלו רלוונטי לתזונה ולמחלות כבד ומצדיק מחקר נוסף. כאן אנו מפרטים שיטה חדשה לדגימת המיקרוביום של המעי הפרוקסימלי והרירי בנבדקים אנושיים העוברים אנדוסקופיה עליונה על ידי השגת שאיבת תריסריון וביופסיות. רכישת דגימות היא קלה ואינה מושפעת מממצאים כגון היענות הכנה למטופל, כפי שעשוי להיות המקרה בקבלת דגימות מעי גס במהלך קולונוסקופיה. התוצאות הראשוניות מראות כי המיקרוביום הלומינלי והרירי שונים באופן משמעותי, מה שקשור ככל הנראה לתנאי הסביבה ולתפקודי המחסום. לכן, שילוב של שאיבת תריסריון וביופסיות חושף תמונה מקיפה יותר של המיקרוביום בתריסריון. ביופסיות מתקבלות מהמקטעים היורדים והאופקיים של התריסריון, הקרובים מבחינה אנטומית לכבד ולעץ המרה. זה חשוב בחקר התפקיד של הביולוגיה של חומצות המרה וציר המעי-כבד במחלות כבד. ניתן להשתמש בביופסיות ובשאיבה לריצוף RNA ריבוזומלי 16S, מטבולומיקה ויישומים דומים אחרים.
המיקרוביום של המעי הפך לתחום עניין גובר בשנים האחרונות. כיום מבינים שאוכלוסיית החיידקים המגוונת במעיים יכולה להיות שונה על סמך מגוון גורמים, כולל גנטיקה, תזונה, תרופות והשפעות סביבתיות1. מחקרים זיהו גם פרופילים מיקרוביאליים ייחודיים הקשורים למחלות שונות במערכת העיכול, כגון השמנת יתר, מחלות מעי דלקתיות ומחלות כבד 2,3. רוב המחקרים מתמקדים בפרופיל המיקרוביום של המעי הגס באמצעות ניתוח דגימות צואה ורירית דיסטלית4. למרות שהריכוז הגבוה ביותר של חיידקי מעיים שוכן במעי הגס (1012 חיידקים לגרם), בכל זאת קיימת קהילה מורכבת של חיידקים השוכנים בתריסריון (103 / גרם), ג'ג'ונום (104 / גרם) ואילאום (107 / גרם) הממלאים תפקיד מפתח בחילוף החומרים והספיגה במערכת העיכול5.
המעי הדק משמש כאתר העיקרי לפירוק וספיגה של חומרים מזינים במערכת העיכול. חיידקים קומנסליים המרפדים את המעי הדק ממלאים תפקיד מהותי בסיוע בפירוק כימי של מצעי מזון ובשחרור תרכובות ביו-אקטיביות המסייעות בספיגת חומרים מזינים6. אינטראקציות אלה תורמות לסביבה מורכבת של פעילות חיידקים-מיקרואורגניזמים ומיקרוב-מארח במעי הדק7. מחקר שצפה במיקרוביוטה של המעי הדק במודלים של עכברים מצא כי עכברים נטולי חיידקים שניזונו מתזונה עתירת שומן פגעו בספיגת השומנים, אך כאשר התיישבו עם מיקרוביוטה של ג'ג'ונל, הייתה להם עלייה ישירה בספיגת השומנים6. מחקר פיילוט בבני אדם שאפיין את המיקרוביוטה של התריסריון של אנשים שמנים ובריאים מצא כי למיקרוביוטה של התריסריון של אנשים שמנים היו שינויים במסלולי פירוק חומצות שומן וסוכרוז, ככל הנראה כתוצאה ממערכת יחסים תלויה בתזונה8. יתר על כן, דיסביוזה במיקרוביוטה של המעי הדק זוהתה במספר מחלות כולל צמיחת יתר של חיידקי המעי הדק, תסמונת המעי הקצר, דלקת כיס, תפקוד מעי סביבתי ותסמונת המעי הרגיז7.
אנו מתעניינים בקשר בין המיקרוביום לשלבים שונים של מחלת כבד כרונית. באופן ספציפי, התריסריון משמש כאתר הראשון של פירוק כימי וספיגה תזונתית במעי הדק. בנוסף, זרימת הכבד הפורטלית מביאה חומרים מזינים ומטבוליטים לכבד, שם הם מעובדים ומווסתים לזרם הדם. הקרבה האנטומית בין המעי לכבד יוצרת סביבה רגישה לתגובות פרו-דלקתיות שעלולות להיווצר עקב כשל במחסום המעי או שינויים במיקרוביום המעי9. מחקרים שבדקו את התקדמות המיקרוביום ומחלות הכבד זיהו דיסביוזה חיידקית בחולים עם מחלת כבד שומני לא אלכוהולית (NAFLD), דלקת כבד שומני (NASH), מחלת כבד אלכוהולית ושחמת 10,11. בעוד שרוב המחקרים מאפיינים את המיקרוביום של המעי הגס, היינו מעוניינים לחקור את המיקרוביום של המעי הדק ביחס למחלות כבד. על ידי שימוש בשיטה החדשנית המוצגת כאן, זיהינו פרופילים מיקרוביאליים ייחודיים בתריסריון בחולים עם שחמת כבד ביחס לתזונה12.
ככל שאפיון המיקרוביום של המעי הדק ממשיך להפוך לתחום עניין מוגבר, יש צורך לפתח טכניקות אחידות להשגת דגימות המייצגות במדויק את המיקרוביוטה של המעי הדק. עם זאת, ישנם אתגרים הקשורים לרכישת דגימות שסיבכו את חקר סביבת המיקרוביום של המעי הדק. שיטות הדגימה הנוכחיות דורשות הליכים פולשניים שלעתים קרובות נתונים לזיהום, כפי שמתואר על ידי Kastl et al7. כאן אנו מפרטים שיטה חדשה להשגת שאיבת תריסריון וביופסיות לניתוח מיקרוביאלי מחולים עם מחלת כבד העוברים אספגוגסטרופודודנוסקופיה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דגימות תריסריון נלקחו במערכת הבריאות לענייני חיילים משוחררים בלוס אנג'לס רבתי, במרכז הרפואי סידרס-סיני ובמרכז הרפואי רונלד רייגן UCLA לאחר שהפרוטוקול הקליני למחקר המיקרוביום, סמנים מיקרוביאליים ומחלות כבד (M3LD) התקבל על ידי ועדת הביקורת המוסדית של ועדת הביקורת האתית המקומית. התקבלה הסכמה מדעת בכתב מכל המטופלים המשתתפים.
1. הסכמת המשתתפים
2. איסוף דגימות
3. עיבוד שאיבה
4. ניהול שאלונים ואיסוף נתונים קליניים
5. מיצוי DNA
6. הגברת DNA
7. ניקוי והגדרת ספרייה
8. עיצוב נתונים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הבדלי אוכלוסייה בין המיקרוביום הרירי למיקרוביום הלומינלי של המעי הפרוקסימלי
מחקרים קודמים מצאו הבדלים באוכלוסיות המיקרוביאליות של דגימות המעי הגס הלומינלי והרירי 4,5,18. התוצאות הראשוניות מראות כי דגימות שאיבה וביופסיה בתריסריון יכולות למדוד הן את המיקרוביוטה הלומינלית והן את המיקרוביוטה הרירית במעי הפרוקסימלי. יתר על כן, מצאנו שאוכלוסיות המיקרוביום האלה נבדלות זו מזו (איור 1). נוסף על כך, חו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מחקרים על המיקרוביום חשובים להפליא, מכיוון שלמערכת האקולוגית המורכבת הזו יש תפקיד קריטי בהומאוסטזיס אנרגטי, בתגובות אימונולוגיות ובחילוף החומרים19. קיימים הבדלים אזוריים במיקרוביום שעשויים לשקף את התפקודים הפיזיולוגיים המובהקים של אזורים שונים במערכת העיכול, שעשויים להשפיע על מצבי מחלה שונים20. המיקרוביום הצואתי נחקר לרוב, אך לאחרונה המיקרוביום של המעי הדק נחקר 6,21. יש צורך לפתח פר...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי אינטרסים פיננסיים מתחרים לדווח עליהם.
מחקר זה מומן על ידי המכונים הלאומיים לבריאות/המכון הלאומי לסרטן מספר RO1CA204145.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 2 מ"ל קריוביאלים | קורנינג | 430659 | |
| צלחות 96 בארות | יישומי ביוסיסטמס | 4306737 | |
| dNTPs | Sigma | D7295 | |
| קרח | מסופק על ידי המוסד | ||
| EG29-i10 אנדוסקופ | פנטקס | N/A | גודל האנדוסקופ עשוי להשתנות בהתאם לפיזיולוגיה של המטופל |
| מיקרו-צלחת עידן ספקטרופוטומטר | Biotek | N/A | |
| אתנול | סיגמא אולדריץ' | 676829 | |
| HiSeq 2500 | Illumina | N/A | |
| פריימר הפוך IL_806r | טכנולוגיות IDT DNA | מותאמות אישית פריימרים מותאמים אישית | |
| ILHS_515f קדימה | IDT DNA טכנולוגיות | מותאמות אישית | |
| JumpStart Taq DNA | Sigma | D4184 | |
| מלכודת דגימת ריר | Busse בית חולים חד פעמי | 405 | 40 סמ"ק מלכודת דגימה עם כובע הובלה |
| תוכנת Nanodrop Gen5 ThermoFisher | Scientific | ||
| PCR buffer | Sigma | P2192 | |
| PCR ערכת ניקוי | Zymo Research | D4204 | |
| לסת רדיאלית 4 ג'מבו מלקחיים | בוסטון סיינטיפיק | M00513343 | 2.8 מ"מ לסת OD |
| שאלון תזונתי Vioscreen | VioCare | N/A | |
| ZymoBIOMICS DNA Microprep Kit | Zymo Research | D4300 | 25 ug יכולת קשירה |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מאמר זה פורסם
הסרטון יגיע בקרוב