Histological and Hematological Analyses to Evaluate the Effects of Bacillus subtilis in Heat-Stressed Rats
JoVE Encyclopedia of Experiments
Microbiologie
0 weergaven • 2:34 min • November 28th, 2025
Begin with hematoxylin and eosin-stained intestinal sections from heat-stressed rats, one orally pre-treated with buffer as a control, and the other with a Bacillus subtilis suspension.
Heat stress damages intestinal tight junction proteins, resulting in shortened villi and mucosal thinning.
Pre-treatment with the bacteria promotes the release of signaling molecules that stabilize tight junction proteins, preserving villus height and mucosal thickness.
Observe the sections under the high-resolution light microscope to identify differences in villus height.
Next, place a drop of fresh blood from each rat on glass slides and cover with coverslips.
Heat stress destabilizes erythrocyte membranes, releasing microvesicles into the bloodstream.
The bacteria reduce systemic oxidative stress, stabilizing erythrocyte membranes and minimizing vesiculation.
Observe the blood samples under the high-resolution light microscope to assess differences in vesiculation.
Preserved villus height in the intestinal section and fewer microvesicles in the blood confirm the protective effect of the bacteria under heat stress.
After preparing and staining sections of the small intestines according to the text protocol, use a high-resolution microscope to measure the intestinal villi and total mucosal thickness. Analyze at least four samples from each rat and make at least 20 measurements in each sample.
To carry out high-resolution light microscopy of blood samples, use the vibration isolation platform as a base for the microscope system with a video camera and computer to record live images. After calibrating test images according to the text protocol, place seven microliters of freshly drawn blood from each rat on a glass slide and add a coverslip. Then, photograph and record ten image frames of 72 by 53.3 micrometers squared in each sample.
Finally, using software that provides high-resolution direct-view optical images in real time, measure the concentration of vesicles.
Overzicht
Deze studie onderzoekt de beschermende effecten van Bacillus subtilis op de darmgezondheid bij hittestress-gevoelige ratten. De resultaten tonen aan dat een voorbehandeling met de bacteriën de tight junction-eiwitten stabiliseert en oxidatieve stress vermindert, waardoor de darmstructuur en -functie behouden blijven.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschappelijk vakgebied
- Neurowetenschappen
- Biologie
- Microbiologie
Achtergrond
- Hittestress heeft een negatieve invloed op de integriteit van de darm.
- Tight junction-eiwitten in de darm zijn essentieel voor het behoud van de gezondheid van het slijmvlies.
- Bacillus subtilis kan beschermende eigenschappen hebben tegen oxidatieve stress.
- Inzicht in deze mechanismen kan bijdragen aan therapeutische strategieën.
Doel van de studie
- Om de effecten van Bacillus subtilis op de darmgezondheid onder hittestress te evalueren.
- Om veranderingen in villushoogte en slijmviesdikte te beoordelen.
- Om de impact op de stabiliteit van het erytrocytenmembraan en de afgifte van microvesikels te analyseren.
Gebruikte methoden
- Voorbereiding van darmsecties van hittestress-behandelde ratten.
- Microscopische analyse van de villushoogte en de dikte van het slijmvlies.
- Verzamelen en onderzoeken van bloedmonsters voor de beoordeling van microvesikels.
- Gebruik van hogeresolutie lichtmicroscopie voor gedetailleerde beeldvorming.
Belangrijkste resultaten
- Voorbehandeling met Bacillus subtilis behield de villushoogte en slijmvliesdikte.
- Een verminderde afgifte van microvesikels werd waargenomen in het bloed van de behandelde ratten.
- Stabilisatie van tight junction-eiwitten werd bevestigd.
- Over het algemeen verzachtten de bacteriën de effecten van hittestress.
Conclusies
- Bacillus subtilis biedt beschermende effecten tegen hittestress bij ratten.
- Het behoud van de intestinale integriteit is cruciaal voor de algehele gezondheid.
- Verder onderzoek kan de therapeutische toepassingen van probiotica verkennen.
Veelgestelde vragen
Relevantie voor de industrie
Deze methode maakt mechanische risicoreductie van probiotische interventies mogelijk door structurele en functionele biomarkers van de integriteit van de darmbarrière onder stresscondities te kwantificeren. Het ondersteunt doelwitvalidatie in preklinische modellen door microbiële behandeling te koppelen aan het behoud van de epitheliale architectuur en erytrocytenstabiliteit. De aanpak biedt voorspellend vertrouwen voor go/no-go-beslissingen in vroege discovery-pipelines die gericht zijn op darmgezondheid en stressbestendigheid.
Strategische toepassingen in biopharma R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Onderzoekt de therapeutische hypothese door de villushoogte en slijmvliesdikte te meten als functionele uitkomsten van de stabilisatie van tight junctions.
- Operationele waarde: Maakt biologische risicoreductie mogelijk door directe visualisatie van het behoud van het epitheel in modellen met hittestress.
- Translationele waarde: Ondersteunt de triage van de portfolio door een correlatie aan te tonen tussen Bacillus subtilis-voorbehandeling en verminderde markers voor oxidatieve stress in vivo.
Screening & assayontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Bereidt gevalideerde darm- en bloedweefselsystemen voor op gestandaardiseerde, reproduceerbare screening van verbindingen.
- Operationele waarde: Levert kwantitatieve morfometrische resultaten (villushoogte, mucosa-dikte, blaasjesconcentratie) die geschikt zijn voor assay-standaardisatie.
- Schaalbaarheidswaarde: Faciliteert het hergebruik van het platform in verschillende stressmodellen via lichtmicroscopie met hoge resolutie en workflows voor beeldanalyse.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Wetenschappelijke waarde: Vestigt een ziekterevante systeem door hitte-geïnduceerde verstoring van de darmbarrière en microbiële bescherming te modelleren.
- Operationele waarde: Waarborgt translationele continuïteit van ontdekking tot preklinische validatie door gebruik te maken van geconserveerde histopathologische eindpunten.
- Risicobeheersing: Onderbouwt risico-gecorrigeerde beslissingen over verdere ontwikkeling door mechanismen te koppelen aan functionele in vivo-uitkomsten.
Integratie van Pipeline & Workflow
De methode kan worden geïntegreerd in vroege discovery-workflows door histopathologische en hematologische resultaten te bieden die de brug slaan tussen mechanisme en fenotype in stressmodellen.
- Ontdekkingsbiologie: Ondersteunt hypothesetoetsing en de verduidelijking van signaalpaden via kwantificering van structurele integriteit en membraanstabiliteit.
- Screening: Maakt assay-gereedheid mogelijk door gestandaardiseerde weefselpreparatie en imagingprotocollen met een hoge resolutie.
- Analytica: Levert kwantitatieve metingen (villushoogte, mucosadikte, aantal microvesikels) voor comparatieve analyse van condities.
- Translationeel onderzoek: Legt de verbinding met preklinische continuïteit via geconserveerde eindpunten die relevant zijn voor de darmbarrièrefunctie.
- Hergebruik op bedrijfsniveau: Functioneert als een herbruikbare capaciteit voor screeningcampagnes naar probiotica, nutraceuticals en stressresponsen.
Operationele en bedrijfsmatige impact
- Wetenschappelijke waarde: Voorspellend vertrouwen in doelwitvalidatie door directe koppeling van microbiële behandeling aan het behoud van de barrière.
- Operationele waarde: Standaardisatie en reproduceerbaarheid via gedefinieerde morfometrische en vesiculatiemetrieken.
- Strategische waarde: Verbeterde go/no-go-beslissingen door het verminderen van biologische risico's in een laat stadium binnen programma's voor darmgezondheid.
- Impact op portfolio: Risico-gecorrigeerde prioritering op basis van mechanistische risicoreductie van epitheliale en erytrocytaire doelwitten.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist expertise in histologische kleuring, de verwerking van bloedmonsters en hoge-resolutie lichtmicroscopie.
- Afhankelijk van trillingsisolatiewplatforms, gekalibreerde imagesystemen en beeldanalyse-software voor de kwantificering van blaasjes.
- Maakt cross-team standaardisatie van weefselpreparatie, kleuring en meetprotocollen noodzakelijk.
- Omvat overwegingen voor adaptatie bij het vertalen van protocollen naar verschillende knaagdiermodellen of stressparadigma's.
- Praktische beperkingen omvatten beperkingen in de doorvoer van monsters als gevolg van handmatige doorsnijding en vereisten voor replicatie per dier.
Biopharma Veelgestelde Vragen
Metingen van fysiologische stressreacties in C. Elegans
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Gestandaardiseerde methoden voor het meten van inductie van de heat shock response in Caenorhabditis elegans
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Een preklinisch model van inspanningswarmteslag bij muizen
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Niet-chirurgische intratracheale Instillatie van Muizen met Analyse van de longen en Lung drainerende lymfeklieren door middel van flowcytometrie
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Biomarkers in een diermodel voor het openbaren van Neural, hematologische, en gedragsmatige correlaten van PTSS
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Evaluating the Effect of Beneficial Bacteria on Gut Microbial Translocation in Heat-Stressed Rats
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Detection of Cerebral Microhemorrhages in a Rat Model
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Preventie van hittestress schadelijke effecten bij ratten door
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Sub acute cerebrale Microhemorrhages geïnduceerd door Lipopolysaccharide injectie bij ratten
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Een Rat Methyl-Seq Platform om epigenetische veranderingen Associated with Stress Exposure te identificeren
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Laatst bijgewerkt: 29 augustus 2026