Bağırsak kaynaklı mikrobiyal metabolitler, hayvanlarda karmaşık davranışlara yol açan çok yönlü etkilere sahiptir. Bağırsak kaynaklı mikrobiyal metabolitlerin beyindeki etkilerini bir rehber kanül aracılığıyla intraserebroventriküler yolla tanımlamak için adım adım bir yöntem sunmayı amaçlıyoruz.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Serbestçe Hareket Eden Farelerde Bağırsak Kaynaklı Mikrobiyal Metabolitlerin İntraserebroventriküler Verilmesi
* These authors contributed equally
Bu makalede
Özet
Özet
Bağırsak mikrobiyotasının ve metabolitlerinin konakçı fizyolojisi ve davranışı üzerindeki etkisi bu on yılda kapsamlı bir şekilde araştırılmıştır. Çok sayıda çalışma, bağırsak mikrobiyotasından türetilmiş metabolitlerin, konakçıdaki karmaşık bağırsak-beyin yolları aracılığıyla beyin aracılı fizyolojik fonksiyonları modüle ettiğini ortaya koymuştur. Kısa zincirli yağ asitleri (SCFA'lar), bağırsak mikrobiyomu tarafından diyet lifi fermantasyonu sırasında üretilen başlıca bakteri kaynaklı metabolitlerdir. Bağırsaktan salgılanan SCFA'lar, SCFA reseptörlerinin geniş dağılımı nedeniyle bağışıklık, endokrin ve nöral yanıtları etkileyerek, periferdeki birden fazla bölgede hareket edebilir. Bu nedenle, SCFA'ların oral ve intraperitoneal uygulaması yoluyla SCFA'ların merkezi ve periferik etkilerini ayırt etmek zordur. Bu makale, SCFA'ların beyindeki işlevsel rolünü, serbestçe hareket eden farelerde bir rehber kanül aracılığıyla sorgulamak için video tabanlı bir yöntem sunmaktadır. Beyindeki SCFA'ların miktarı ve türü, infüzyon hacmi ve hızı kontrol edilerek ayarlanabilir. Bu yöntem, bilim insanlarına bağırsaktan türetilmiş metabolitlerin beyindeki rolünü takdir etmenin bir yolunu sağlayabilir.
Giriş
İnsan gastrointestinal sistemi, konakçıyı etkileyen çeşitli mikroorganizmaları barındırır 1,2,3. Bu bağırsak bakterileri, konakçıtarafından tüketilen diyet bileşenlerinin kullanımı sırasında bağırsak kaynaklı metabolitleri salgılayabilir 4,5. İlginçtir ki, çevrede metabolize edilmeyen bağırsak metabolitleri, dolaşım yoluyla diğer organlarataşınabilir6. Not olarak, bu salgılanan metabolitler, merkezi sinir sistemi ile bağırsak arasındaki çift yönlü iletişim olarak tanımlanan bağırsak-be....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Protokol
Tüm deneysel protokoller ve hayvanların bakımı, Ulusal Cheng Kung Üniversitesi (NCKU) Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanım Komitesi (IACUC) tarafından onaylanmıştır.
1. Deney hayvanına hazırlık
- Bir satıcıdan 6-8 haftalık vahşi tip C57BL/6JNarl erkek fareleri edinin.
- Fareleri standart fare chow ve sterilize edilmiş su ad libitum ile standart bir fare kafesinde barındırın.
NOT: NCKU Laboratuvar Hayvanları Merkezi için barınma koşulları 22 ± 1 °C sıcaklık, %55 ± %10 nem ve 13 saat/11 saat açık/karanlık döngüsüdür.
2. Stereotaksik cerrahi
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Sonuçlar
Fare, yeni bir kafeste lokomotor aktiviteyi değerlendirmek için kılavuz kanül implantasyonundan kurtulduktan 1 hafta sonra SCFA'larla aşılandı. Fare yeni bir kafese yerleştirildi ve beynin lateral ventrikülüne implante edilen ticari kılavuz kanül aracılığıyla beyne ilk 5 dakikada (7 nL / s teslimat oranı) 2.100 nL SCFA veya ACSF ile aşılandı. Yeni bir kafesteki lokomotor aktivite, infüzyondan sonra 30 dakika daha kaydedildi. SCFA'ların infüzyonu ile ACSF arasındaki yeni kafesteki lokomotor aktivitede fark gözlenmedi (
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tartışma
Bağırsak kaynaklı metabolitler, kısmen vücuttaki çoklu bağlanma bölgelerinden dolayı, çok kesin bir mekanizma olmadan, beyin aracılı hastalıklarla ilişkilendirilmiştir 6,12,24. Önceki raporlar, SCFA'ların G proteinine bağlı reseptörler, epigenetik düzenleyiciler ve vücudun birden fazla bölgesinde enerji üretimi için kaynaklar için ligandlar olarak hizmet edebileceğini gösterdi 6,12
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Açıklamalar
Yazarların bu çalışma ile ilgili çıkar çatışması yoktur.
Teşekkürler
Ulusal Cheng Kung Üniversitesi'ndeki (NCKU) Laboratuvar Hayvanları Merkezi personeline hayvanlara baktıkları için teşekkür ederiz. Bu çalışma, CHENG-HSING Tıp Vakfı'nın Prof. Kun-Yen Huang Eğitim Fonu'ndan C.-W.L.'ye verilen bursla desteklenmiştir; Tayvan'daki Bilim ve Teknoloji Bakanlığı'ndan (MOST) gelen fonlar: (Lisans Araştırması MOST 109-2813-C-006-095-B) T.-H.Y.'ye; (ÇOĞU 107-2320-B-006-072-MY3; 109-2314-B-006-046; 110-2314-B-006-114; 110-2320-B-006-018-MY3) W.-L.W.'ye; ve Yüksek Öğrenim Filizi Projesi, Eğitim Bakanlığı'ndan NCKU'daki Üniversite İlerleme Merkezi'ne W.-L.W.'ye
....Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Malzeme< / güçlü > | |||
| Advil Liqui-Jels Çözündürülmüş İbuprofen A2: D41 | Pfizer | yok | |
| Alexa Fluor 488 eşek anti-tavşan | ThermoFisher Scientific | A-21206 | |
| Anti-Floresan Altın (tavşan poliklonal) | Millipore | AB153-I | |
| Şişe Üstü Vakum Filtresi, 500 mL, 0.22 & mu; m, PES, Steril | YUVA | 121921LA01 | |
| CaCl2 | Sigma-Aldrich | C1016 | ACSF: 0,14 g/L |
| Klorheksidin ovma %2 | Phoenix | NDC 57319-611-09 | |
| Klorheksidin çözeltisi | Phoenix | NDC 57319-599-09 | |
| Ticari kukla | RWD Yaşam Bilimleri | 62004 | Single_OD 0,20 mm/ M3,5/G = 0,5 mm |
| Ticari kılavuz kanül | RWD Yaşam Bilimleri | 62104 | Single_OD 0,41 mm-27G/ M3,5/C = 2,5 mm |
| Ticari enjektör | RWD Life Science | 62204 | Single_OD 0,21 mm-33G/ M3,5/C ile montaj ilişkileri = 3,5 mm/G = 0,5 mm |
| D-(+)-Glikoz | Sigma-Aldrich | G8270 | ACSF: 0,61 g/L |
| Diş akrilik | HİJYENİK | n/a | |
| Sabitleme vidaları | RWD Life Science | 62521 | |
| Abcam | AB104139 | ile Fluoroshield montaj ortamı | |
| At serumu | ThermoFisher Scientific | 16050130 | |
| İnsülin şırıngaları | BBraun | XG-LBB-9151133S-1BX | 1 mL |
| İzofluran; | Panyon & BF biyoteknoloji | DG-4900-250D | |
| KCl | Sigma-Aldrich | P3911 | ACSF: 0.19 g / L |
| Ketoprofen | İsviçre İlaç | n/a | |
| Lidokain | AstraZeneca | n/a | |
| Düşük erime noktalı agaroz | Invitrogen | 16520 | |
| MgCl2 | Sigma-Aldrich | M8266 | ACSF: 0,19 g/L |
| Mikroskop kapak fişleri | MARIENFELD | 101242 | |
| Mikroskop slaytları | ThermoFisher Scientific | 4951PLUS-001E | |
| Mineral yağ lambası, beyaz NF | Macron İnce Kimyasallar | MA-6358-04 | |
| NaCl | Sigma-Aldrich | S9888 | ACSF: 7,46 g/L |
| NaH2PO4 | Sigma-Aldrich | S8282 | ACSF: 0,18 g/L |
| NaHCO3nbsp; | Sigma-Aldrich | S5761 | ACSF: 1.76 g/L |
| n-bütil siyanoakrilat yapıştırıcı (doku yapıştırıcı tutkalı) | 3M | 1469SB | 3M Vetbond |
| Nöral izleyici ve nbsp; | Santa Cruz | SC-358883 | FluoroGold |
| Paraformaldehit | Sigma-Aldrich | P6148 | |
| Polietilen tüp | RWD Yaşam Bilimleri | 62329 | OD 1.50, ID 0.50 mm ve OD 1.09, ID 0.38 mm |
| Puralube Vet (göz) Merhem | Dechra | ||
| Sodyum asetat ve nbsp; | Sigma-Aldrich | S2889 | SCFA'lar: 13,5 mM |
| Sodyum azid | Sigma-Aldrich | S2002 | |
| Sodyum bütirat | Sigma-Aldrich | B5887 | SCFA'lar: 8 mM |
| Sodyum propiyonat | Sigma-Aldrich | P1880 | SCFA'lar: 5.18 mM |
| Paslanmaz kılavuz kanül | Chun Ta paslanmaz çelik enterprise CO., LTD. | yok | OD 0,63 mm; Yerel satıcı |
| Paslanmaz enjektör | Chun Ta paslanmaz çelik kurumsal CO., LTD. | yok | OD 0,3 mm; kukla enjektörden yapılmıştır; yerel satıcı |
| Süper yapıştırıcı | Krazy Tutkal | KG94548R | |
| Triton X-100 | Merck | 1.08603.1000 | |
| Equipment | |||
| Kanül tutucu | RWD Yaşam Bilimleri | B485-68217 | |
| Tavan kamerası | FOSCAM | R2 | |
| Dijital stereotaksik aletler | Çalmak | 51730D | |
| Diseksiyon mikroskobu | INNOVIEW | SEM-HT / TW | |
| Cam Boncuk Sterilizatörü | RWD Yaşam Bilimleri | RS1501 | |
| Isıtma yastığı | Çalmak | 53800M | |
| Leica mikroskobu ve nbsp; | Leica | DM2500 | |
| Mikro Diseksiyon Forseps | ROBOZ | RS-5136 | Tırtıklı, Hafif Eğri; Ekstra hassas; 0,5 mm uç genişliği; 4 "Uzunluk |
| Mikro Diseksiyon Makası | ROBOZ | RS-5918 | 4.5" Açılı Keskin |
| Mikroenjeksiyon denetleyici | World Precision Instruments (WPI) | MICRO2T | SMARTouch Kontrol Cihazı Mikroenjeksiyon |
| şırınga pompası | World Precision Instruments (WPI) | UMP3T-1 | UltraMicroPump3 |
| Mikrolitre şırınga | Hamilton | 80014 | 10 & mikro; L |
| Çift Fiber Adımlı Fiber Optik Soğuk Işık | LGY-150 | Yerel satıcı | |
| Evcil hayvan düzeltici | WAHL | 09962-2018 | |
| İzofluran Adımı | AS-01 | Yerel satıcı | |
| Vibratome | Leica | VT1000S | |
| Software | |||
| Hayvan davranışı videosu izleme yazılımı | Noldus | EthoVision | Sürüm: 15.0.1416 |
| Leica Application Suite X yazılımı | Leica | LASX | Sürüm: 3.7.2.22383 |
Kaynaklar
- 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).....
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yeniden basım ve izinler
