Name: Intracerebroventriculaire toediening van van de darm afgeleide microbiële metabolieten in vrij bewegende muizen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-06-02T14:15:00.000+00:00
Duration: 7 min 49 s
Description: Leer intracerebroventriculaire toediening van darmmicrobiële metabolieten bij vrij bewegende muizen. Deze methode onderzoekt het effect op gedrag en hersenfunctie binnen de darm-hersen-as.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

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.

De auteurs hebben geen belangenconflicten met betrekking tot dit werk.

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</s...

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 voor de darm-hersenas, gedefinieerd als de bidirectionele communicatie tussen het centrale zenuwstelsel en de darm7. Eerdere studies hebben aangetoond dat van de darm afgeleide metabolieten complex gedrag en emotie bij dieren kunnen moduleren 8,9,10,11.
Korte keten vetzuren (SCFA's) zijn de belangrijkste metabolieten geproduceerd door darmmicrobiota tijdens de fermentatie van voedingsvezels en onverteerbare koolhydraten6. Acetaat, propionaat en butyraat zijn de meest voorkomende SCFA's in de darm12. SCFA's dienen als de energiebron voor cellen in het maagdarmkanaal. Niet-gemetaboliseerde SCFA's in de darm kunnen via de poortader naar de hersenen worden getransporteerd, waardoor hersenen en gedrag worden gemoduleerd 6,12. Eerdere studies hebben gesuggereerd dat SCFA's een cruciale rol kunnen spelen bij neuropsychiatrischeaandoeningen 6,12. Bijvoorbeeld, intraperitoneale injectie van butyraat in BTBR T + Itpr3tf / J (BTBR) muizen, een diermodel van autismespectrumstoornis (ASS), redde hun sociale tekorten13. Met antibiotica behandelde ratten die microbiota kregen van depressieve proefpersonen vertoonden een toename van angstachtig gedrag en fecale SCFA's14. Klinisch werden veranderingen in fecale SCFA's waargenomen bij mensen met ASS in vergelijking met typisch ontwikkelende controles15,16. Mensen met een depressie hebben lagere fecale SCFA's dan gezonde proefpersonen 17,18. Deze studies suggereerden dat SCFA's het gedrag bij dieren en mensen via verschillende routes kunnen veranderen.
Microbiële metabolieten oefenen verschillende effecten uit op meerdere plaatsen in het lichaam, met invloed op de fysiologie en het gedrag van de gastheer 4,19, waaronder het maagdarmkanaal, de nervus vagus en de sympathische zenuw. Het is moeilijk om de precieze rol van darm-afgeleide metabolieten in de hersenen te bepalen bij het toedienen van de metabolieten via perifere routes. Dit artikel presenteert een op video gebaseerd protocol om de effecten van darm-afgeleide metabolieten in de hersenen van een vrij bewegende muis te onderzoeken (figuur 1). We toonden aan dat SCFA's acuut konden worden gegeven via de gidscanule tijdens gedragstests. Het type, het volume en de infusiesnelheid van metabolieten kunnen worden gewijzigd afhankelijk van het doel. De plaats van cannulisatie kan worden aangepast om de impact van darmmetabolieten in een specifiek hersengebied te onderzoeken. We willen wetenschappers een methode bieden om de potentiële impact van van de darm afgeleide microbiële metabolieten op de hersenen en het gedrag te onderzoeken.

<table><tbody><tr><td>Materiaal</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Advil Liqui-Gels Gesolubiliseerde Ibuprofen A2:D41</td><td>Pfizer</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>Alexa Fluor 488 ezel anti-konijn</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>A-21206</td><td></td></tr><tr><td>Anti-Fluorescent Gold (konijn polyklonaal)</td><td>Millipore</td><td>AB153-I</td><td></td></tr><tr><td>Bottle Top Vacuum Filter, 500 mL, 0.22 &mu;m, PES, steriele</td><td>NEST</td><td>121921LA01</td><td></td></tr><tr><td>CaCl2&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C1016</td><td>ACSF: 0.14 g/L</td></tr><tr><td>Chlorhexidine scrub 2%</td><td>Phoenix</td><td>NDC 57319-611-09</td><td></td></tr><tr><td>Chlorhexidine oplossing</td><td>Phoenix</td><td>NDC 57319-599-09</td><td></td></tr><tr><td>Commerciële dummy</td><td>RWD Life Science</td><td>62004</td><td>Single_OD 0.20 mm/ M3.5/G = 0.5 mm</td></tr><tr><td>Commerciële geleide cannule</td><td>RWD Life Science</td><td>62104</td><td>Single_OD 0.41 mm-27G/ M3.5/C = 2.5 mm&nbsp;</td></tr><tr><td>Commerciële injector</td><td>RWD Life Science</td><td>62204</td><td>Single_OD 0.21 mm-33G/ Mates with M3.5/C = 3.5 mm/G = 0.5 mm</td></tr><tr><td>D-(+)-Glucose</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G8270</td><td>ACSF: 0.61 g/L</td></tr><tr><td>Tandheelkundig acryl</td><td>HYGENIC</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>Bevestigingsschroeven</td><td>RWD Life Science</td><td>62521</td><td></td></tr><tr><td>Fluoroshield montagemedium met DAPI</td><td>Abcam</td><td>AB104139</td><td></td></tr><tr><td>Paarden serum</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>16050130</td><td></td></tr><tr><td>Insulinespuit</td><td>BBraun</td><td>XG-LBB-9151133S-1BX</td><td>1 mL</td></tr><tr><td>Isoflurane&nbsp;</td><td>Panion &amp; BF biotech</td><td>DG-4900-250D</td><td></td></tr><tr><td>KCl&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P3911</td><td>ACSF: 0.19 g/L</td></tr><tr><td>Ketoprofen&nbsp;</td><td>Swiss Pharmaceutical</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>Lidocaine&nbsp;</td><td>AstraZeneca</td><td>n/a</td><td></td></tr><tr><td>Low melting point agarose</td><td>Invitrogen</td><td>16520</td><td></td></tr><tr><td>MgCl2&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M8266</td><td>ACSF: 0.19 g/L</td></tr><tr><td>Microscoop dekpannetjes</td><td>MARIENFELD</td><td>101242</td><td></td></tr><tr><td>Microscoopglaasjes</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>4951PLUS-001E</td><td></td></tr><tr><td>Minerale olie licht, witte NF</td><td>Macron Fine Chemicals</td><td>MA-6358-04</td><td></td></tr><tr><td>NaCl&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S9888</td><td>ACSF: 7.46 g/L</td></tr><tr><td>NaH2PO4&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S8282</td><td>ACSF: 0.18 g/L</td></tr><tr><td>NaHCO3&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S5761</td><td>ACSF: 1.76 g/L</td></tr><tr><td>N-butyl cyanoacrylaatlijm (weefsellijm)</td><td>3M</td><td>1469SB</td><td>3M Vetbond</td></tr><tr><td>Neural tracer&nbsp;</td><td>Santa Cruz</td><td>SC-358883</td><td>FluoroGold</td></tr><tr><td>Paraformaldehyde</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P6148</td><td></td></tr><tr><td>Polyethyleenbuis</td><td>RWD Life Science</td><td>62329</td><td>OD 1.50, I.D 0.50 mm en OD 1.09, I.D 0.38 mm</td></tr><tr><td>Puralube Vet (oog) Zalf</td><td>Dechra&nbsp;</td><td>12920060</td><td></td></tr><tr><td>Natriumacetaat&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S2889</td><td>SCFAs: 13.5 mM</td></tr><tr><td>Natriumazide&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S2002</td><td></td></tr><tr><td>Natriumbutyraat&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>B5887</td><td>SCFAs: 8 mM</td></tr><tr><td>Natriumpropionaat&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P1880</td><td>SCFAs: 5.18 mM</td></tr><tr><td>Roestvrijstalen geleide canule</td><td>Chun Ta roestvrijstalen onderneming CO., LTD.</td><td>n/a</td><td>OD 0.63 mm; Lokale leverancier</td></tr><tr><td>Roestvrijstalen injector</td><td>Chun Ta roestvrijstalen onderneming CO., LTD.</td><td>n/a</td><td>OD 0.3 mm; dummy is gemaakt van injector; lokale leverancier</td></tr><tr><td>Superlijm</td><td>Krazy Glue</td><td>KG94548R</td><td></td></tr><tr><td>Triton X-100</td><td>Merck</td><td>1.08603.1000</td><td></td></tr><tr><td>Apparatuur</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cannula houder</td><td>RWD Life Science</td><td>B485-68217</td><td></td></tr><tr><td>Plafondcamera</td><td>FOSCAM</td><td>R2</td><td></td></tr><tr><td>Digitale stereotaxische instrumenten</td><td>Stoelting</td><td>51730D</td><td></td></tr><tr><td>Dissectiemicroscoop</td><td>INNOVIEW</td><td>SEM-HT/TW</td><td></td></tr><tr><td>Glaskralen sterielisatie</td><td>RWD Life Science</td><td>RS1501</td><td></td></tr><tr><td>Verwarmingskussen</td><td>Stoelting</td><td>53800M</td><td></td></tr><tr><td>Leica microscoop&nbsp;</td><td>Leica</td><td>DM2500</td><td></td></tr><tr><td>Micro Dissectietang</td><td>ROBOZ</td><td>RS-5136</td><td>Gekarteld, Licht Gebogen; Extra Delicaat; 0.5mm Tip Breedte; 4" Lengte&nbsp;</td></tr><tr><td>Micro Dissectiescharen</td><td>ROBOZ</td><td>RS-5918</td><td>4.5" Hoekscharp</td></tr><tr><td>Microinjectie controller</td><td>World Precision Instruments (WPI)</td><td>MICRO2T</td><td>SMARTouch Controller</td></tr><tr><td>Microinjectie spuitpomp</td><td>World Precision Instruments (WPI)</td><td>UMP3T-1</td><td>UltraMicroPump3&nbsp;&nbsp;</td></tr><tr><td>Microliter spuit</td><td>Hamilton</td><td>80014</td><td>10 &micro;L</td></tr><tr><td>Optische Vezel Koud Licht met dubbele Vezel</td><td>Step</td><td>LGY-150</td><td>Lokaal leverancier</td></tr><tr><td>Dier trimmer</td><td>WAHL</td><td>09962-2018</td><td></td></tr><tr><td>Verdamper voor Isoflurane</td><td>Step</td><td>AS-01</td><td>Lokaal leverancier</td></tr><tr><td>Vibratome</td><td>Leica</td><td>VT1000S</td><td></td></tr><tr><td>Software</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dier gedrag video tracking software

intracerebroventriculaire toediening van van de darm afgeleide microbiële metabolieten in vrij bewegende muizen

Intracerebroventricular Delivery of Gut-Derived Microbial Metabolites in Freely Moving Mice

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.

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...

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.

Intracerebroventriculaire toediening van van de darm afgeleide microbiële metabolieten in vrij bewegende muizen

The impact of gut microbiota and their metabolites on host physiology and behavior has been extensively investigated in this decade. Numerous studies have ...

De metabolieten die vrijkomen door darmmicrobiota produceren complexe effecten op de gastheer. Dit protocol presenteert een methode om de rol van darmmetabolieten in de hersenen en het gedrag van de muis te ondervragen. Deze techniek biedt een nauwkeurige, zorgvuldige en gevalideerde methode om darmmetabolieten in een brein af te leveren bij vrij bewegende muizen.We bieden een uitgebreide en fysiologische beste methodologie voor inzicht in darmhersenasonderzoek. Plaats de muis op het stereotaxische frame en bevestig de snijtanden van de muis op de snijbalk in de stereotaxische snijtandhouder. Bedek de neus met het neuskegelmasker.Evalueer vervolgens de nociceptie van de muis via de bovenste knijpreflex en zorg voor een constante ademhalingsfrequentie voordat de operatieplaats wordt ingesneden. Zodra de vacht op het hoofd is verwijderd door de plakband, injecteert u subcutaan de pijnstillende ketoprofen om pijn te verlichten en oogzalf aan te brengen. Bevestig vervolgens het hoofd door de puntige oorstang in de gehoorgang te steken.Draai de neusklem op de snijtandhouder aan en druk de kop voorzichtig in om ervoor te zorgen dat de kop vastzit. Gebruik 3 afwisselende scrubs van chloor

intracerebroventricular-delivery-gut-derived-microbial-metabolites

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

Dit artikel legt uit twee zeer verschillende methoden voor injectie: 1) in de hersenen (intracerebroventriculaire) en 2) systemische (intraveneus) op de therapeutische middelen te introduceren in het centrale zenuwstelsel van neonatale muizen.

Levering van therapeutische middelen door intracerebroventriculaire (ICV) en intraveneuze (IV) injectie in Muizen

This video demonstrates the intracerebroventricular injection process for studying murine cytomegalovirus (MCMV) distribution in the neonatal mouse brain. MCMV, engineered to express an enhanced green fluorescent protein (EGFP) for visibility, is injected into the lateral ventricle of a mouse pup's brain. The injected virus circulates through the cerebrospinal fluid, infecting cells in the periventricular region, including the marginal zone, choroid plexus, and subventricular zone.

An Intracerebroventricular Injection to Analyze Murine Cytomegalovirus Distribution in a Neonatal Mouse Brain

Source: Liou, C. et al. Intracerebroventricular Delivery of Gut-Derived Microbial Metabolites in Freely Moving Mice. J. Vis. Exp. (2022).This video demonstrates the intracranial injection of short-chain fatty acids (SCFAs) in a freely moving mouse to study their effects on brain-mediated behavior. An injector cannula is inserted into a guide cannula implanted in the mouse brain. After recovery, the mouse acclimates in a novel cage. SCFAs are then administered, and locomotor behavior is recorded.

Intracranial Injection of Gut-Derived Microbial Metabolites in a Mouse Model

Een muis model van menselijke endoscopische schedelbasis reconstructie is ontwikkeld dat een semi-permeabel interface tussen de hersenen en de neus met behulp van nasale mucosale enten creëert. Deze methode staat onderzoekers aflevering aan het centrale zenuwstelsel van hoogmoleculaire geneesmiddelen die anders zijn uitgesloten door de bloed-hersenbarrière bij systemisch toegediend bestuderen.

Heterotope Mucosal engrafting Procedure voor Direct Drug Delivery naar de hersenen in Muizen

Hier beschrijven we een eenvoudige methode voor intracerebroventriculaire en intravasculaire injectie van virale deeltjes of fluorescente microbeads in de neonatale muizenhersenen. Het lokalisatiepatroon van het virus en de nanodeeltjes kan worden gedetecteerd door microscopische evaluatie of door in situ hybridisatie.

Intracerebroventriculaire en Intravasculaire Injectie van virusdeeltjes en TL Microkralen in de Neonatale Brain

Deze studie een overzicht van het proces van de precieze bedragen gavaging van probiotica met neonatale muizen. De experimentele opstelling is geoptimaliseerd om te omvatten maar is niet beperkt tot probiotische doseren, methoden voor beheer, en kwantificering van bacteriën in de darmen.

Probiotische Studies in neonatale muizen met behulp van de maagsonde

Het doel hier is om een protocol te schetsen om de mechanismen van dysbiose bij hart- en vaatziekten te onderzoeken. Dit artikel bespreekt hoe aseptisch muizenfecale monsters kunnen worden verzameld en getransplanteerd, darmen kunnen worden geïsoleerd en de "Swiss-roll" -methode kan worden gebruikt, gevolgd door immunostainingtechnieken om veranderingen in het maagdarmkanaal te onderzoeken.

Murine fecale isolatie en microbiota transplantatie

Communicatie tussen darmen en hersenen, gefaciliteerd door de nervus vagus, is cruciaal voor de communicatie tussen het gastro-intestinale endocriene systeem en de hersenen. Het is echter nog steeds niet duidelijk of intragastrische glucose-injectie de corticale activiteit kan veranderen. Hier bieden we een uitgebreid protocol om veranderingen in corticale activiteit te observeren na glucose-injectie in de twaalfvingerige darm.

Real-time analyse van neurale communicatie tussen darmen en hersenen: cortexbrede calciumdynamiek als reactie op intestinale glucosestimulatie

Het protocol demonstreert een methode om achtereenvolgens bloed te verzamelen uit poortaders en inferieure vena cava van muizen om de productie en absorptie van microbiële metabolieten in de darm te evalueren.

Sequentiële bloedafname uit inferieure vena cava gevolgd door poortader om microbiële metabolieten in de darm bij muizen te evalueren

Vroeggeboorte (bevalling &lt; 37 weken) is een urgent wereldwijd gezondheidsprobleem met suboptimale preventie- en behandelingsopties. We presenteren een muismodel van oplopende vaginale bacteriële infectie-geïnduceerde vroeggeboorte en schetsen hoe de resulterende neonatale morbiditeit en mortaliteit kunnen worden geanalyseerd.

Modellering van oplopende vaginale infectie, vroeggeboorte en neonatale morbiditeit bij muizen

Dit artikel beschrijft: (1) orale gavageafgifte van testmoleculen aan neonatale muizen al vanaf DOL 6; en (2) ex vivo evaluatie van de functie van colonische epitheelbarrières in biopten van DOL 10 tot spenende (DOL 20) jongen door het beoordelen van paracellulaire en transcellulaire permeabiliteit met Ussing-kamers.

Orale Gavage bij neonatale muispups en functionele beoordeling van de integriteit van darmbarrières met behulp van Ussing-kamers

Leer intracerebroventriculaire toediening van darmmicrobiële metabolieten bij vrij bewegende muizen. Deze methode onderzoekt het effect op gedrag en hersenfunctie binnen de darm-hersen-as.

Intracerebroventriculaire toediening van van de darm afgeleide microbiële metabolieten in vrij bewegende muizen

Meer video's verkennen