Farelerde Travmatik Beyin Hasarı Sonrası Caecum Mikrobiyotasında Ki Değişikliklerin Araştırılması
19 Eylül 2019
Burada sunulan bir protokol bağırsak mikrobiyom analizi için caecum içeriğinin toplanması takip bir lateral sıvı perküsyon cihazı kullanarak diffüz travmatik beyin hasarı neden olur.
Eşzamanlılık ve beyin ve bağırsak mikrobiyota arasındaki çizgiler etkileşimleri bilinmemektedir. Bu tekniği kullanarak, farelerde travmatik beyin hasarı sonrası bağırsak mikrobiyotasındaki değişiklikler incelenebilir. Bu tekniğin en büyük avantajı nispeten basit ve verimli olmasıdır.
Prosedürü gösteren Wendong You, benim laboratuvarımdan bir yüksek lisans öğrencisi olacak. Travmatik beyin hasarı indüksiyonu için, anestezili bir farede ayak sıkışmasına yanıt eksikliğini onaylayın ve hayvanın gözlerine merhem uygulayın. Tıraştan sonra, sagital düzlemde kafa derisi kesici önce% 70 etanol ile maruz kafa derisi cilt dezenfekte.
Forseps kullanarak, her iki taraftaki kesiği geri çekin ve periostu biraz ayırın. Kafatasının sağ parietal bölgesine orta hattan iki milimetre uzakta üç milimetre çapında bir daire çizmek için bir işaret kullanın. Dura zarar vermeden dikkatle kafatası nüfuz etmek için bir elektrikli matkap kullanın.
Üç milimetrelik bir kemik penceresini ortaya çıkarmak için kemik kapağını çıkarın ve kraniyotomi üzerine plastik bir yaralanma kanüli yerleştirin. Diş akrilik ile kafatasına kanül çimentolama sonra, steril% 0.9 normal tuzlu kanül doldurmak için beş mililitrelik şırınga kullanın, kabarcıklar önlemek için özen. Osiloskopu ve amplifikatörü açın.
Yanal sıvı perküsyon yaralanma cihazının yüksek basınçlı tüp hava kabarcıkları ücretsiz olduğunu onaylayın, ve yaklaşık 10 test darbeleri teslim, cihaz sabit bir sinyal verene kadar. Sarkaç başlangıç pozisyonunun açısını ayarlayarak yaklaşık iki standart atmosferin nabzı yoğunluğuna ulaşın ve yaralanma kanülünü lateral sıvı perküsyon yaralanma cihazına bağlayın. Sarkaç serbest bırakmak için tetiği çekin, beyin hasarına neden.
Daha sonra tüm kapalı, sıvı dolu boru sistemi üzerinden dura bir darbe elde etmek ve iletmek. Beyin hasarı indüksiyonsonra, kanül kaldırmak ve kesi dikiş. Daha sonra fareyi ambulatuar olana kadar izleyerek bir ısıtma yastığına yerleştirin, hayvanı yiyecek ve suya reklam libitum erişimi ile ev kafesine geri döndürmeden önce.
Belirtilen deneysel zaman noktalarında, standart protokollere göre bağırsakları ortaya çıkarın ve caecum'u diğer bağırsak lardan nazikçe ayırmak için atravmatik enifler kullanın. Doku bulunduğunda, keskin makas ile caecum kesilmiş ve el ile steril bir pansuman üzerine caecum içeriğini ayıklayın. Sonra mikrobiyom analizi kadar eksi 80 derece santigrat depolama için, 1.5 mililitrelik mikrosantrifüj tüp içeriğini aktarın.
16S rekombinant DNA dizilemesi, travmatik beyin hasarından üç gün sonra farelerde kaecum mikrobiyotasında azalmış bir çeşitlilik olduğunu ve şemal ve travmatik beyin hasarı gruplarının kaecum içeriğinde en bol taksonun figüründe gösterildiğini göstermektedir. Ayrıca, non-metrik, çok boyutlu ölçekleme travmatik beyin hasarı sonrası kaecum mikrobiyota bileşiminde değişiklikler ortaya koymaktadır. Kafatası delme dura bozulmadan tutmak için unutmayın, ve bulmak ve diğer bağırsak yollarından caecum ayırırken nazik olmak.
Bu işlemden sonra travmatik beyin hasarı sonrası bağırsaklarda histolojik değişim ve inflamatuar yanıtı incelemek için hematoksilin ve eozin boyama ve analiz yapılabilir.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Genel Bakış
Bu çalışma, farelerde lateral sıvı perküsyon cihazı kullanılarak diffüz travmatik beyin hasarının (TBI) indüklenmesine yönelik bir protokol sunmaktadır. Hasarın ardından, analiz için sekum içeriği toplanarak bağırsak mikrobiyotasındaki değişiklikler incelenmektedir. Bu yaklaşım, beyin hasarı ile bağırsak mikrobiyota kompozisyonu arasındaki etkileşimlerin aydınlatılmasını amaçlamaktadır.
Temel Çalışma Bileşenleri
Bilim Alanı
- Nörobilim
- Mikrobiyom analizi
- Travmatik beyin hasarı araştırmaları
Arka Plan
- Beyin ve bağırsak mikrobiyotası arasındaki ilişkilerin anlaşılması, TBI araştırmalarında kritik öneme sahiptir.
- TBI'ın bağırsak mikrobiyotasını nasıl etkilediğine dair mevcut bilgiler sınırlıdır.
- Model organizma olarak farelerin kullanılması, kontrollü deneysel koşullar sağlar.
Çalışmanın Amacı
- TBI indüklemek ve ardından bağırsak mikrobiyomunda meydana gelen değişiklikleri analiz etmek için güvenilir bir protokol geliştirmek.
- Nörolojik yaralanma ile bağırsak mikrobiyota çeşitliliği arasındaki potansiyel korelasyonları araştırmak.
- TBI'ın genel sağlık ve mikrobiyom etkileşimleri üzerindeki etkilerine dair içgörüler sağlamak.
Kullanılan Yöntemler
- Anestezize edilmiş farelerde TBI indüklemek için lateral bir sıvı perküsyon cihazı kullanılmıştır.
- Kafatası penetrasyonu ve kanül implantasyonu dahil olmak üzere dikkatli cerrahi prosedürler uygulanmıştır.
- Yaralanma sonrası, mikrobiyom analizi için sekum içerikleri toplanmış ve uygun şekilde saklanmıştır.
- Mikrobiyota çeşitliliğindeki ve kompozisyonundaki değişiklikleri belirlemek için 16S rDNA dizileme yöntemi kullanılmıştır.
Ana Sonuçlar
- Analizler, TBI sonrası üç gün içinde sekum mikrobiyotasında azalmış çeşitliliğe işaret etmiştir.
- Metrik olmayan çok boyutlu ölçekleme, yaralanma sonrası mikrobiyota kompozisyonunda belirgin kaymalar olduğunu göstermiştir.
- Çalışma, dokuların işlenmesi ve steril koşulların sürdürülmesinde dikkatli olunması gerektiğini vurgulamaktadır.
Sonuçlar
- Bu çalışma, TBI bağlamında bağırsak-beyin aksını araştırmak için bir metodoloji oluşturmaktadır.
- Bulgular, TBI'ın bağırsak mikrobiyotasını bozabileceğini ve bunun iyileşme süreci üzerinde etkileri olabileceğini göstermektedir.
- Bağırsak-beyin etkileşimlerine ilişkin bilgilerin artırılması, TBI için gelecekteki terapötik stratejilere yön verebilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Sektörel Uygulama Alanları
Bu protokol, yaralanma sonrası mikrobiyom değişikliklerini değerlendirmek için tekrarlanabilir bir model sağlayarak, travmatik beyin hasarı araştırmalarında mikrobiyota-bağırsak-beyin ekseninin mekanistik risklerinin azaltılmasına olanak tanır. Nörolojik travmayı, sekum mikrobiyota kompozisyonundaki ölçülebilir değişimlerle ilişkilendirerek hedef doğrulamayı ve biyobelirteç keşfini destekler. Bu yaklaşım, TBI indüksiyonu ve mikrobiyom örnekleme iş akışlarını standardize ederek preklinik çalışmalardaki öngörü güvenilirliğini artırır.
Biyofarma Ar-Ge'sinde Stratejik Uygulamalar
Erken Keşif ve Hedef Doğrulama
- Bilimsel Değer: Kontrollü TBI indüksiyonu sonrası mikrobiyota çeşitliliğindeki değişimleri ölçerek gut-beyin aksı hipotezlerinin sorgulanmasına olanak tanır.
- Operasyonel Değer: Deney grupları arasında tutarlı sekum mikrobiyota toplamı için standartlaştırılmış bir cerrahi ve örnekleme prosedürü sağlar.
Tarama ve Analiz Geliştirme
- Bilimsel Değer: Sekum örneklerindeki mikrobiyal kompozisyon kaymalarını profillemek için kantitatif 16S rDNA sekanslama çıktıları üretir.
- Operasyonel Değer: Bağırsak hedefli terapötiklerin tarama süreçlerine entegre edilebilen, mikrobiyom analizi için tekrarlanabilir bir iş akışı oluşturur.
Translasyonel ve Preklinik Araştırmalar
- Bilimsel Değer: Bir fare modelinde TBI şiddetini mikrobiyom değişiklikleri ile ilişkilendirerek hastalığa özgü sistem modellemesini destekler.
- Operasyonel Değer: Preklinik programlardaki risk ayarlı ilerleme kararlarına temel oluşturmak için mikrobiyota değişikliklerinin boylamsal takibini sağlar.
Pipeline ve İş Akışı Entegrasyonu
Bu yöntem, hedef riskini azaltmak için TBI indüksiyonunu ve bağırsak mikrobiyomu analizini standartlaştırarak keşif biyolojisi ile preklinik doğrulama arasında bir köprü kurmaktadır.
- Keşif Biyolojisi: Kontrollü yaralanma ve mikrobiyom profillemesi yoluyla mikrobiyota-bağırsak-beyin etkileşimleri üzerine hipotez testlerini kolaylaştırır.
- Tarama: Alt akışlı 16S sekanslama ve çeşitlilik analizi için uygun, standartlaştırılmış sekum mikrobiyota örnekleri sağlar.
- Analitik: Metrik dışı çok boyutlu ölçekleme ve çeşitlilik metrikleri aracılığıyla mikrobiyal kompozisyonun kantitatif karşılaştırmasına olanak tanır.
- Translasyonel Araştırma: Preklinik süreklilik için nörolojik yaralanma modellerini mikrobiyom biyobelirteçleriyle ilişkilendirir.
- Kurumsal Yeniden Kullanım: Nörolojik hastalık modellerinde bağırsak-beyin ekseni modülasyonunun incelenmesi için yeniden kullanılabilir bir platform kurar.
Operasyonel ve Kurumsal Etki
- Bilimsel Değer: TBI sonrası ölçülebilir mikrobiyota verileri sağlayarak bağırsak-beyin aksı araştırmalarındaki mekanistik belirsizliği azaltır.
- Operasyonel Değer: Standartlaştırılmış cerrahi, örnekleme ve dizileme protokolleri aracılığıyla tekrarlanabilirliği sağlar.
- Stratejik Değer: TBI modellerini mikrobiyom tabanlı biyobelirteç imzalarına bağlayarak devam/durdur kararlarını iyileştirir.
- Portföy Etkisi: TBI iyileşmesinde bağırsak-beyin etkileşimlerini hedefleyen bileşiklerin riskle uyumlu önceliklendirmesini destekler.
Uygulama Hususları
- Fare cerrahi prosedürleri ve steril doku tutma konusunda uzmanlık gerektirir.
- Lateral akışkan perküsyon yaralanma cihazlarına ve 16S rDNA dizileme altyapısına erişime bağlıdır.
- Nörobilim ve mikrobiyom analiz grupları arasında ekipler arası standardizasyon gerektirir.
- Farklı fare suşları veya yaralanma modellerinde sekum örneklemesi için adaptasyon değerlendirmelerini içerir.
- Kontaminasyonu önlemek için bağırsak dokusu diseksiyonu sırasında aseptik teknik uygulama gerekliliği ile sınırlıdır.
