Name: investigating alterations in caecum microbiota after traumatic brain injury in mice
Uploaded: 2019-09-19T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Investigating Alterations in Caecum Microbiota After Traumatic Brain Injury in Mice at JoVE.com

De auteurs hebben niets te onthullen.

Alle uitgevoerde procedures werden goedgekeurd door de experimentele dierenethiek Commissie van de Zhejiang University. Alle instrumenten en materialen die worden gebruikt in chirurgie zijn steriel. De TBI proceudre duurt ongeveer 20 minuten.
1. verzorging van dieren
<ol><li>Gebruik 5 tot 6 weken oude mannelijke C57BL/6J muizen (20-25 g gewicht) in dit experiment.</li>
	<li>Handhaaf muizen op een licht/donkere cyclus van 12 uur/12 uur en zorg ervoor dat ze voedsel en water ad libitum krijge...

<ol>
	<li>Cheng, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Trends in traumatic brain injury mortality in China, 2006-2013: A population-based longitudinal study. 14, e1002332 (2017).</li><li>Maas, A. I. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Traumatic+brain+injury:+integrated+approaches+to+improve+prevention,+clinical+care,+and+research.">Traumatic brain injury: integrated approaches to improve prevention, clinical care, and research.</a> The Lancet Neurology. 16, 987-1048 (2017).</li><li>Gaddam, S. S., Buell, T., Robertson, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systemic+manifestations+of+traumatic+brain+injury.">Systemic manifestations of traumatic brain injury.</a> Handbook of Clinical Neurology. 127, 205-218 (2015).</li><li>Kabadi, S. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluid-percussion-induced+traumatic+brain+injury+model+in+rats.">Fluid-percussion-induced traumatic brain injury model in rats.</a> Nature Protocols. 5, 1552-1563 (2010).</li><li>Fung, T. C., Olson, C. A., Hsiao, E. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interactions+between+the+microbiota,+immune+and+nervous+systems+in+health+and+disease.">Interactions between the microbiota, immune and nervous systems in health and disease.</a> Nature Neuroscience. 20, 145-155 (2017).</li><li>Collins, S. M., Surette, M., Bercik, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+interplay+between+the+intestinal+microbiota+and+the+brain.">The interplay between the intestinal microbiota and the brain.</a> Nature Reviews Microbiology. 10, 735-742 (2012).</li><li>Cryan, J. F., Dinan, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mind-altering+microorganisms:+the+impact+of+the+gut+microbiota+on+brain+and+behaviour.">Mind-altering microorganisms: the impact of the gut microbiota on brain and behaviour.</a> Nature Reviews Neuroscience. 13, 701-712 (2012).</li><li>Nicholson, S. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Moderate+Traumatic+Brain+Injury+Alters+the+Gastrointestinal+Microbiome+in+a+Time-Dependent.">Moderate Traumatic Brain Injury Alters the Gastrointestinal Microbiome in a Time-Dependent.</a> Shock. , (2018).</li><li>Houlden, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain+injury+induces+specific+changes+in+the+caecal+microbiota+of+mice+via+altered+autonomic+activity+and+mucoprotein+production.">Brain injury induces specific changes in the caecal microbiota of mice via altered autonomic activity and mucoprotein production.</a> Brain, Behavior, and Immunity. 57, 10-20 (2016).</li><li>Treangen, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Traumatic+Brain+Injury+in+Mice+Induces+Acute+Bacterial+Dysbiosis+Within+the+Fecal+Microbiome.">Traumatic Brain Injury in Mice Induces Acute Bacterial Dysbiosis Within the Fecal Microbiome.</a> Frontiers in Immunology. 9, 2757 (2018).</li><li>Alder, J., Fujioka, W., Lifshitz, J., Crockett, D. P., Thakker-Varia, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lateral+fluid+percussion:+model+of+traumatic+brain+injury+in+mice.">Lateral fluid percussion: model of traumatic brain injury in mice.</a> Journal of Visualized Experiments. , (2011).</li><li>Thompson, H. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lateral+fluid+percussion+brain+injury:+a+15-year+review+and+evaluation.">Lateral fluid percussion brain injury: a 15-year review and evaluation.</a> Journal of Neurotrauma. 22, 42-75 (2005).</li><li>Pang, W., Vogensen, F. K., Nielsen, D. S., Hansen, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Faecal+and+caecal+microbiota+profiles+of+mice+do+not+cluster+in+the+same+way.">Faecal and caecal microbiota profiles of mice do not cluster in the same way.</a> Laboratory Animals. 46, 231-236 (2012).</li></ol>

Hier gepresenteerd is een eenvoudig en efficiënt protocol om veranderingen in cecal microbiota na TBI bij muizen te bepalen. Inductie van hersenletsel en het verzamelen van caecum-inhoud monsters zijn kritische delen van het protocol.
Ondanks onderzoekers hebben bestudeerd de veranderingen van gut microbiota na TBI, de hersenen letsel gebruikt in deze studies waren CCI-8 en gewicht drop/impact-geïnduceerde modellen9. Echter, het CCI model repli...

Traumatisch hersenletsel (TBI) is een wereldwijd volksgezondheidsprobleem en de belangrijkste doodsoorzaak en handicap bij jongvolwassenen1,2. TBI veroorzaakt jaarlijks vele sterfgevallen, en overlevenden ervaren een verscheidenheid aan lichamelijke, psychiatrische, emotionele en cognitieve handicaps. Daarom is TBI een zware last voor de familie en de maatschappelijke middelen van de patiënt. TBI omvat zowel het primaire hersenletsel dat optreedt op het moment van trauma en eventuele secundaire hersenletsels die uren tot maanden na het eerste letsel ontwikkelen. Secundaire hersenletsel wordt gemedieerd door verschillende biochemische Cascades, die niet alleen schadelijk zijn voor de hersenen, maar ook aanzienlijke negatieve effecten hebben op verschillende orgaansystemen, waaronder het gastro-intestinale systeem3.
Op dit moment zijn er drie modellen om TBI te induceren in dier experimenten: vloeistof percussie letsel, controle corticale impact (CCI), en gewicht drop versnelling. Laterale vloeistof percussie letsel (LFPI) is het meest gebruikte model om diffuus hersenletsel (DAI)4vast te stellen. Het apparaat produceert hersenletsel door een craniectomie door een korte vloeistofdruk puls toe te passen op de intact Dura. Deze puls wordt gecreëerd door de staking van de slinger. LFPI is een reproduceerbare en bestuurbare modelleringsmethode voor TBI-onderzoek.
De microbiome wordt gedefinieerd als de collectieve genomen van alle micro-organismen die zich in het menselijk lichaam bevinden. Intestinale microben in het bijzonder spelen niet alleen een belangrijke rol in de intestinale homeostase en functie, maar ook het reguleren van vele aspecten van gastheer fysiologie en het functioneren van andere organen5. In de afgelopen jaren, er is steeds meer bewijs dat geeft aan dat gut microbiota reguleren van de ontwikkeling van de hersenen en functie via hersenen-gut assen6. Verstoring van de darm microbiota is gekoppeld aan verschillende hersenfunctie aandoeningen zoals de ziekte van Parkinson, stemmingsstoornissen, en autisme7. Onlangs, preklinische studies hebben ook gemeld dat acute hersenletsel veranderingen in gut microbiota kan induceren8,9.
Een studie van Treangen et al.10 vond significante dalingen in drie microbiële soorten en verhogingen in twee microbiële soorten na CCI-geïnduceerde TBI. Dit bewijs geeft aan dat de modulatie van gut microbiota een therapeutische methode in TBI Management kan zijn. Echter, de mechanismen onderliggende hersenen letsel-geïnduceerde gut microbiota veranderingen blijven onbekend. Om deze reden is een relatief eenvoudig en efficiënt model van het bestuderen van de veranderingen in gut microbiota na TBI vereist. Daarom presenteert de huidige studie een protocol om veranderingen in gut microbiota na TBI bij muizen te onderzoeken.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:958px;" width="959">
	<tbody>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:222px;">DNA isolation kit&#160;</td>
			<td style="width:212px;">QIAGEN</td>
			<td style="width:354px;">51604</td>
			<td style="width:171px;">For fast purification of genomic DNA from stool samples</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Gene analysis service</td>
			<td>GENEWIZ</td>
			<td></td>
			<td>Gene analyse service</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Heating pad</td>
			<td>Shanghai SAFE Biotech Co.</td>
			<td>TR-200</td>
			<td>heating pad</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Injector</td>
			<td style="width:212px;">The First Affiliated Hospital, School of Medicine, Zhejiang University</td>
			<td></td>
			<td>injector</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">LFPI device</td>
			<td style="width:212px;">Virginia 
			Commonwealth University</td>
			<td>FP302</td>
			<td>LFPI device</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Micro cranial drill</td>
			<td>RWD Life Science</td>
			<td>78061</td>
			<td>Micro cranial drill</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Povidone Iodine</td>
			<td style="width:212px;">The First Affiliated Hospital, School of Medicine, Zhejiang University</td>
			<td></td>
			<td>Povidone Iodine</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

investigating alterations in caecum microbiota after traumatic brain injury in mice

Steeds meer bewijsmateriaal toont aan dat de microbiota-gut-Brain as een belangrijke rol speelt in de pathogenese van hersenziekten. Verschillende studies tonen ook aan dat traumatische hersenletsel veranderingen in de darm microbiota veroorzaken. Echter, mechanismen die aan de bidirectionele regulering van de hersenen-gut as blijven onbekend. Op dit moment, enkele modellen bestaan voor het bestuderen van de veranderingen in gut microbiota na traumatisch hersenletsel. Daarom, de gepresenteerde studie combineert protocollen voor het induceren van traumatisch hersenletsel met behulp van een laterale vloeistof percussie-apparaat en analyse van caecum monsters na letsel voor het onderzoeken van veranderingen in de darm-microbiome. Wijzigingen van de darm microbiota samenstelling na traumatisch hersenletsel worden bepaald met behulp van 16S-rDNA-sequencing. Dit protocol biedt een effectieve methode voor het bestuderen van de relaties tussen enterische micro-organismen en traumatisch hersenletsel.

De oprichting van TBI wordt weergegeven in Figuur 1. Na anesthesie en desinfectie, de hoofdhuid werd ingesneden sagittally (Figuur 1a). Een craniotomie (3 mm in diameter) werd in de schedel op de rechter pariëtale cortex getreesd met een elektrische boor, de Dura werd intact gehouden (Figuur 1b, C). Een plastic letsel canule werd geplaatst over het botvenster en gecementeerd aan de ...

Watch this Scientific Journal Video about Investigating Alterations in Caecum Microbiota After Traumatic Brain Injury in Mice at JoVE.com

Investigating Alterations in Caecum Microbiota After Traumatic Brain Injury in Mice

Hier gepresenteerd is een protocol voor het opwekken van diffuse traumatisch hersenletsel met behulp van een laterale vloeistof percussie-apparaat gevolgd door de verzameling van het caecum inhoud voor gut microbiome analyse.

Onderzoeken van veranderingen in caecum microbiota na traumatisch hersenletsel bij muizen

Increasing evidence shows that the microbiota-gut-brain axis plays an important role in the pathogenesis of brain diseases. Several studies also ...

Gelijktijdigheid en de lijnen interacties tussen de hersenen en de darm microbiota blijft onbekend. Gebruik deze techniek, veranderingen in de darmmicrobiota na traumatisch hersenletsel bij muizen kunnen worden onderzocht. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het relatief eenvoudig en efficiënt is.Het aantonen van de procedure zal Wendong You zijn, een afgestudeerde student van mijn laboratorium. Voor traumatische hersenletsel inductie, bevestigen een gebrek aan reactie op teen knijpen in een verdoofde muis, en van toepassing zalf op de ogen van het dier. Ontsmet de blootgestelde hoofdhuidhuid na het scheren met 70%-ethanol voordat de hoofdhuid in een sagittale vlak wordt ingesneden.Met behulp van tangen trekt u de incisie aan beide zijden in en scheidt u het periosteum iets. Gebruik een marker om een cirkel met een diameter van drie millimeter te tekenen op het rechter pariëtale gebied van de schedel op twee millimeter afstand van de middellijn. Gebruik een elektrische boor om zorgvuldig de schedel binnen te dringen zonder de dura te beschadigen.Verwijder de botflap om een drie millimeter botvenster bloot te leggen en plaats een plastic letsel canule over de craniotomie. Na het cementeren van de canule aan de schedel met gebits acryl, gebruik een vijf-milliliter spuit om de canule te vullen met steriele 0,9% normale zoutoplossing, waarbij u ervoor zorgt dat bellen worden vermeden. Zet de oscilloscoop en versterker aan.Bevestig dat de hogedrukbuis van het zijdelingse vloeistofpercussieletsel apparaat vrij is van luchtbellen, en leveren ongeveer 10 testpulsen, totdat het apparaat een stabiel signaal geeft. Pas de hoek van de slinger startpositie aan om een pulsintensiteit van ongeveer twee standaard atmosfeer te bereiken en sluit de letselkanule aan op het laterale vloeistof percussie letsel apparaat. Haal de trekker over om de slinger los te laten, waardoor het hersenletsel wordt veroorzaakt.Verkrijg en breng vervolgens een puls naar de dura door het hele gesloten, met vloeistof gevulde buizensysteem. Na hersenletsel inductie, verwijder de canule en hecht de incisie. Plaats vervolgens de muis op een verwarmingskussen met controle totdat het ambulante is, voordat u het dier terug naar zijn huiskooi met ad libitum toegang tot voedsel en water.Op de aangegeven experimentele tijdstippen, bloot de darmen volgens standaard protocollen en gebruik atraumatische tangen om de caecum voorzichtig te scheiden van de andere darmkanaal. Wanneer het weefsel zich is gelokaliseerd, snijd u de caecum met een scherpe schaar en haal de caecuminhoud handmatig op een steriele dressing. Breng de inhoud vervolgens over naar een microcentrifugebuis van 1,5 milliliter, voor min 80 graden Celsius opslag tot microbioomanalyse.16S recombinant DNA sequencing toont een verminderde diversiteit in caecum microbiota bij muizen drie dagen na traumatisch hersenletsel, met de meest voorkomende taxa binnen de caecum inhoud van de sham en traumatische hersenletsel groepen weergegeven in de figuur. Verder, niet-metrische, multidimensionale schaling onthult veranderingen in de samenstelling van de caecum microbiota na traumatisch hersenletsel. Vergeet niet om dura intact te houden bij het boren van de schedel, en om voorzichtig te zijn bij het lokaliseren en scheiden van de caecum van andere darmkanaals.Na deze procedure kunnen hematoxylin en eosine kleuring en analyse worden uitgevoerd om de histologische verandering en ontstekingsreactie in darmkanaals na traumatisch hersenletsel te onderzoeken.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Lateral Fluid Percussion: Model of Traumatic Brain Injury in Mice

Laterale Fluid Percussie: Model van traumatisch hersenletsel bij muizen

Traumatic brain injury (TBI) research has attained renewed momentum due to the increasing awareness of head injuries, which result in morbidity and ...

Investigations on Alterations of Hippocampal Circuit Function Following Mild Traumatic Brain Injury

Onderzoeken op Wijzigingen van de hippocampus Circuit Functie Na mild traumatisch hersenletsel

Traumatic Brain Injury (TBI) afflicts more than 1.7 million people in the United States each year and even mild TBI can lead to persistent neurological ...

Laser Capture Microdissection of Enriched Populations of Neurons or Single Neurons for Gene Expression Analysis After Traumatic Brain Injury

Laser Capture Microdissection van Verrijkt populaties van neuronen of Single Neuronen voor de analyse van genexpressie na traumatisch hersenletsel

Long-term cognitive disability after TBI is associated with injury-induced neurodegeneration in the hippocampus-a region in the medial temporal lobe that ...

Transplantation of Olfactory Ensheathing Cells to Evaluate Functional Recovery after Peripheral Nerve Injury

Transplantatie van olfactorische Ensheathing Cellen tot functioneel herstel Evalueer na perifere zenuwschade

Olfactory ensheathing cells (OECs) are neural crest cells which allow growth and regrowth of the primary olfactory neurons. Indeed, the primary olfactory ...

A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

Een methode om Closed Head Traumatic Brain Injury Inflict in<em&gt; Drosophila</em

Traumatic brain injury (TBI) affects millions of people each year, causing impairment of physical, cognitive, and behavioral functions and death. Studies ...

Imaging Neural Activity in the Primary Somatosensory Cortex Using Thy1-GCaMP6s Transgenic Mice

Imaging Neural Activity in the Primary Somatosensory Cortex Using Thy1-GCaMP6s Transgenic Mice

Imaging neurale activiteit in de primaire somatosensorische Cortex met behulp van Thy1-GCaMP6s transgene muizen

The mammalian brain exhibits marked symmetry across the sagittal plane. However, detailed description of neural dynamics in symmetric brain regions in ...

Automated Gait Analysis in Mice with Chronic Constriction Injury

Geautomatiseerde ganganalyse in muizen met chronische vernauwing blessure

The von Frey test is a classical method that has been widely used to examine the sensory function of neuropathic pain animals. However, it has some ...

A Novel In Vitro Model of Blast Traumatic Brain Injury

A Novel In Vitro Model of Blast Traumatic Brain Injury

Een roman In Vitro Model van traumatische hersenenverwonding Blast

Traumatic brain injury is a leading cause of death and disability in military and civilian populations. Blast traumatic brain injury results from the ...

Effects of Blast-induced Neurotrauma on Pressurized Rodent Middle Cerebral Arteries

Gevolgen van Blast-geïnduceerde Neurotrauma voor hydrofoor knaagdier midden cerebrale bloedvaten

Though there have been studies on the histopathological and behavioral effects of blast exposure, fewer have been dedicated to blast&#39;s cerebral ...