腸-脳神経コミュニケーションのリアルタイム解析:腸管グルコース刺激に応答した皮質ワイドカルシウムダイナミクス

私たちの研究範囲は、腸と脳の神経伝達、特に食物嗜好におけるその役割を明らかにしています。迷走神経を用いた実験では、迷走神経を1つの束として扱うことが多かったのですが、近年の研究では、迷走神経が特性や臓器特異性を選択することが明らかになっています。ですから、その統計を調査することは、今後注目されると思います。

このカテーテルを腸に取り付ける方法は、先に提案した方法よりも低コストで、侵襲性が低く、容易であるのが適切です。従来、腸へのカテーテルの取り付けは縫合によって行われていました。ここでは、マウスへの外科的損傷を、シアノアクリレート接着剤の付着物で縫合に置き換えることにより軽減しました。

当研究室では、身体的・心理的ストレスがマウスの脳腸間神経伝達にどのような影響を与えるのか、そのメカニズムを探っています。まず、はさみを使用してシリコンチューブを7センチメートルの正確な長さにカットします。シアノアクリレート接着剤を使用して、シリコンチューブの端から約3ミリメートルのところに小さなプラスチックビーズを固定します。

23ゲージの針の頂点を切除し、針先から1.5センチメートル切り取ります。ビーズの反対側にある針の切断部分をシリコンチューブに挿入します。ペンチを使用して、針先から1センチ切り抜きます。

改造した23ゲージの注射針を2.5ミリリットルの注射器に取り付けます。15ゲージの注入針の上に23センチメートルのシリコンチューブを覆います。注入針を先端から1.5センチ切り、シリコンチューブに取り付けます。

まず、麻酔をかけたマウスを仰臥位にして手術台の上に置き、その口を吸入装置に近づけます。粘着テープを使用して、マウスの口腔、前脚、および後脚を手術台に固定します。脱毛クリームを塗って、左上腹部の毛を取り除きます。

腹部の右側と剣状突起の5ミリメートル下に1.5センチメートルの皮膚切開を行います。次に、最初の皮膚切開と同じ位置に腹壁に1.5センチの切開を作成します。鈍い鉗子で左肝葉をゆっくりと横方向に動かして胃を露出させます。

次に、胃を持ち上げ、切開部からそっと取り出します。はさみを使用して、幽門前庭部に小さな穿孔を作成します。カテーテルの端をビーズで穿孔に挿入します。

カテーテルが胃にしっかりと付着していることを確認したら、胃を慎重に元の位置に再配置します。腹壁を縫合し、カテーテルが外部に出るようにします。次に、腹部閉鎖に類似した方法で皮膚切開を閉じます。

操作部位をグルコン酸クロルヘキシジン溶液で洗浄し、マウスを消毒されたケージに入れます。まず、麻酔をかけたマウスを補助イヤーバーを使用して定位固定装置に固定し、脈動と呼吸の影響を軽減します。電気シェーバーや脱毛クリームを使って、頭皮の毛を丁寧に取り除きます。

頭皮の表面を0.1〜0.5%のグルコン酸クロルヘキシジン溶液で消毒します。.局所麻酔ジェルを頭皮に塗布し、5〜10分間待ちます。次に、ハサミを使って、後頭部から額に向かってまっすぐに切り込みを入れます。

クリップを使用して、頭蓋骨を露出させている余分な皮膚を引き戻します。骨膜の結合組織を綿棒で取り除きます。すぐにアクリルセメントを頭蓋骨に塗り、セメントが乾くまで5分間待ちます。

蛍光実体顕微鏡下でマウスを動かします。イメージングには、水銀光源と組み合わせてワイドバンド青色蛍光フィルターセットを使用します。次に、カテーテルの端からカテーテル針を取り外します。

マウス側カテーテル内の残留内容物を約0.03ミリリットルの生理食塩水を使用してパージします。.次に、カテーテルをマウスから取り外します。適切な用量の10%グルコース溶液をシリンジに吸引し、カテーテルに取り付けます。.

イメージングソフトウェアで、カメラの認識を確認し、フレームレートを10ヘルツに設定します。解像度を 512 x 512 ピクセルに、深度を 16 ビットに設定します。記録処理ボタンをクリックして、50秒間自発的なデータを取得します。

最後に、グルコース溶液を徐々に注入しながら、マウスの生理学的状態データを記録します。自発的な神経活動により、皮質全体でランダムなカルシウム振動が明らかになりました。時間的な蛍光強度の変化は、バースト抑制パターンに続くカルシウム振動を示しました。

グルコース注射は、グルコース投与完了後4〜8秒以内に皮質カルシウム動態に有意な変化を示し、二次運動皮質で即時活性化されました。ただし、水投与後の変化は観察されませんでした。水投与と比較して、グルコース注射後の二次運動皮質領域で蛍光強度比の大幅な変化が観察されました。

注射後の異なる皮質領域における活性化レベルは、二次運動皮質領域でのみ有意差を示した。