Van de darm afgeleide microbiële metabolieten hebben veelzijdige effecten die leiden tot complex gedrag bij dieren. We streven ernaar om een stapsgewijze methode te bieden om de effecten van van de darm afgeleide microbiële metabolieten in de hersenen af te bakenen via intracerebroventriculaire toediening via een gidscanule.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Intracerebroventriculaire toediening van van de darm afgeleide microbiële metabolieten in vrij bewegende muizen
* These authors contributed equally
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
De impact van darmmicrobiota en hun metabolieten op de fysiologie en het gedrag van de gastheer is in dit decennium uitgebreid onderzocht. Talrijke studies hebben aangetoond dat van darmmicrobiota afgeleide metabolieten hersengemedieerde fysiologische functies moduleren via ingewikkelde darm-hersenroutes in de gastheer. Korte keten vetzuren (SCFA's) zijn de belangrijkste van bacteriën afgeleide metabolieten die worden geproduceerd tijdens de fermentatie van voedingsvezels door het darmmicrobioom. Uitgescheiden SCFA's uit de darm kunnen op meerdere plaatsen in de periferie werken en de immuun-, endocriene en neurale reacties beïnvloeden vanwege de enorme distributie van SCFA-receptoren. Daarom is het een uitdaging om de centrale en perifere effecten van SCFA's te differentiëren door orale en intraperitoneale toediening van SCFA's. Dit artikel presenteert een op video gebaseerde methode om de functionele rol van SCFA's in de hersenen te ondervragen via een gidscanule bij vrij bewegende muizen. De hoeveelheid en het type SCFA's in de hersenen kunnen worden aangepast door het infusievolume en de snelheid te regelen. Deze methode kan wetenschappers een manier bieden om de rol van darm-afgeleide metabolieten in de hersenen te waarderen.
Inleiding
Het menselijke maagdarmkanaal herbergt diverse micro-organismen die de gastheerbeïnvloeden 1,2,3. Deze darmbacteriën kunnen darm-afgeleide metabolieten afscheiden tijdens hun gebruik van voedingscomponenten die door de gastheer worden geconsumeerd 4,5. Interessant is dat de darmmetabolieten die niet in de periferie worden gemetaboliseerd, via circulatie naar andere organen kunnen worden getransporteerd6. Van belang is dat deze uitgescheiden metabolieten kunnen dienen als mediatoren voo....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
Alle experimentele protocollen en de verzorging van de dieren werden goedgekeurd door de National Cheng Kung University (NCKU) Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC).
1. Voorbereiding op het proefdier
- Verkrijg 6-8 weken oude wild-type C57BL / 6JNarl mannelijke muizen van een leverancier.
- Huis de muizen in een standaard muizenkooi met standaard muizen chow en gesteriliseerd water ad libitum.
OPMERKING: De huisvestingsomstandigheden voor het Proefdiercentrum van NCKU zijn 22 ± 1 °C temperatuur, 55% ± 10% luchtvochtigheid en een 13 h/11 h licht/donker cyclus.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
De muis werd 1 week na herstel van de implantatie van de gidscanule toegediend met SCFA's om de locomotorische activiteit in een nieuwe kooi te evalueren. De muis werd in een nieuwe kooi geplaatst en toegediend met 2.100 nL SCFA's of ACSF in de eerste 5 minuten (afgiftesnelheid van 7 nL / s) in de hersenen via de commerciële gidscanule geïmplanteerd in de laterale ventrikel van de hersenen. De locomotorische activiteit in een nieuwe kooi werd geregistreerd gedurende nog eens 30 minuten na infusie. Er werd geen verschil w.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Van de darm afgeleide metabolieten zijn in verband gebracht met hersengemedieerde ziekten zonder veel nauwkeurig mechanisme, gedeeltelijk vanwege hun meerdere bindingsplaatsen in het lichaam 6,12,24. Eerdere rapporten gaven aan dat SCFA's kunnen dienen als liganden voor G-eiwitgekoppelde receptoren, epigenetische regulatoren en bronnen voor energieproductie op meerdere locaties in het lichaam 6,12
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben geen belangenconflicten met betrekking tot dit werk.
Dankbetuigingen
We erkennen het personeel van het Laboratory Animal Center van de National Cheng Kung University (NCKU) voor de zorg voor de dieren. Dit werk werd ondersteund door de beurs van Prof. Kun-Yen Huang Education Fund van CHENG-HSING Medical Foundation aan C.-W.L.; de fondsen van het Ministerie van Wetenschap en Technologie (MOST) in Taiwan: (Undergraduate Research MOST 109-2813-C-006-095-B) aan T.-H.Y.; (MOST 107-2320-B-006-072-MY3; 109-2314-B-006-046; 110-2314-B-006-114; 110-2320-B-006-018-MY3) naar W.-L.W.; en het Higher Education Sprout Project, Ministerie van Onderwijs aan het hoofdkantoor van University Advancement bij NCKU naar W.-L.W.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Materiaal | |||
| Advil Liqui-Gels Gesolubiliseerde Ibuprofen A2:D41 | Pfizer | n/a | |
| Alexa Fluor 488 ezel anti-konijn | ThermoFisher Scientific | A-21206 | |
| Anti-Fluorescent Gold (konijn polyklonaal) | Millipore | AB153-I | |
| Bottle Top Vacuum Filter, 500 mL, 0.22 μm, PES, steriele | NEST | 121921LA01 | |
| CaCl2 | Sigma-Aldrich | C1016 | ACSF: 0.14 g/L |
| Chlorhexidine scrub 2% | Phoenix | NDC 57319-611-09 | |
| Chlorhexidine oplossing | Phoenix | NDC 57319-599-09 | |
| Commerciële dummy | RWD Life Science | 62004 | Single_OD 0.20 mm/ M3.5/G = 0.5 mm |
| Commerciële geleide cannule | RWD Life Science | 62104 | Single_OD 0.41 mm-27G/ M3.5/C = 2.5 mm |
| Commerciële injector | RWD Life Science | 62204 | Single_OD 0.21 mm-33G/ Mates with M3.5/C = 3.5 mm/G = 0.5 mm |
| D-(+)-Glucose | Sigma-Aldrich | G8270 | ACSF: 0.61 g/L |
| Tandheelkundig acryl | HYGENIC | n/a | |
| Bevestigingsschroeven | RWD Life Science | 62521 | |
| Fluoroshield montagemedium met DAPI | Abcam | AB104139 | |
| Paarden serum | ThermoFisher Scientific | 16050130 | |
| Insulinespuit | BBraun | XG-LBB-9151133S-1BX | 1 mL |
| Isoflurane | Panion & BF biotech | DG-4900-250D | |
| KCl | Sigma-Aldrich | P3911 | ACSF: 0.19 g/L |
| Ketoprofen | Swiss Pharmaceutical | n/a | |
| Lidocaine | AstraZeneca | n/a | |
| Low melting point agarose | Invitrogen | 16520 | |
| MgCl2 | Sigma-Aldrich | M8266 | ACSF: 0.19 g/L |
| Microscoop dekpannetjes | MARIENFELD | 101242 | |
| Microscoopglaasjes | ThermoFisher Scientific | 4951PLUS-001E | |
| Minerale olie licht, witte NF | Macron Fine Chemicals | MA-6358-04 | |
| NaCl | Sigma-Aldrich | S9888 | ACSF: 7.46 g/L |
| NaH2PO4 | Sigma-Aldrich | S8282 | ACSF: 0.18 g/L |
| NaHCO3 | Sigma-Aldrich | S5761 | ACSF: 1.76 g/L |
| N-butyl cyanoacrylaatlijm (weefsellijm) | 3M | 1469SB | 3M Vetbond |
| Neural tracer | Santa Cruz | SC-358883 | FluoroGold |
| Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | P6148 | |
| Polyethyleenbuis | RWD Life Science | 62329 | OD 1.50, I.D 0.50 mm en OD 1.09, I.D 0.38 mm |
| Puralube Vet (oog) Zalf | Dechra | 12920060 | |
| Natriumacetaat | Sigma-Aldrich | S2889 | SCFAs: 13.5 mM |
| Natriumazide | Sigma-Aldrich | S2002 | |
| Natriumbutyraat | Sigma-Aldrich | B5887 | SCFAs: 8 mM |
| Natriumpropionaat | Sigma-Aldrich | P1880 | SCFAs: 5.18 mM |
| Roestvrijstalen geleide canule | Chun Ta roestvrijstalen onderneming CO., LTD. | n/a | OD 0.63 mm; Lokale leverancier |
| Roestvrijstalen injector | Chun Ta roestvrijstalen onderneming CO., LTD. | n/a | OD 0.3 mm; dummy is gemaakt van injector; lokale leverancier |
| Superlijm | Krazy Glue | KG94548R | |
| Triton X-100 | Merck | 1.08603.1000 | |
| Apparatuur | |||
| Cannula houder | RWD Life Science | B485-68217 | |
| Plafondcamera | FOSCAM | R2 | |
| Digitale stereotaxische instrumenten | Stoelting | 51730D | |
| Dissectiemicroscoop | INNOVIEW | SEM-HT/TW | |
| Glaskralen sterielisatie | RWD Life Science | RS1501 | |
| Verwarmingskussen | Stoelting | 53800M | |
| Leica microscoop | Leica | DM2500 | |
| Micro Dissectietang | ROBOZ | RS-5136 | Gekarteld, Licht Gebogen; Extra Delicaat; 0.5mm Tip Breedte; 4" Lengte |
| Micro Dissectiescharen | ROBOZ | RS-5918 | 4.5" Hoekscharp |
| Microinjectie controller | World Precision Instruments (WPI) | MICRO2T | SMARTouch Controller |
| Microinjectie spuitpomp | World Precision Instruments (WPI) | UMP3T-1 | UltraMicroPump3 |
| Microliter spuit | Hamilton | 80014 | 10 µL |
| Optische Vezel Koud Licht met dubbele Vezel | Step | LGY-150 | Lokaal leverancier |
| Dier trimmer | WAHL | 09962-2018 | |
| Verdamper voor Isoflurane | Step | AS-01 | Lokaal leverancier |
| Vibratome | Leica | VT1000S | |
| Software | |||
| Dier gedrag video tracking software |
Referenties
- Lynch, J. B., Hsiao, E. Y. Microbiomes as sources of emergent host phenotypes. Science. 365 (6460), 1405-1409 (2019).
- Dinan, T. G., Cryan, J. F. The microbiome-gut-brain axis in health and disease. Gastroenterology Clinics of North America. 46 (1), 77-89 (2017).....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
