Name: investigating alterations in caecum microbiota after traumatic brain injury in mice
Uploaded: 2019-09-19T13:00:00
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Os autores não têm nada a revelar.

Todos os procedimentos realizados foram aprovados pelo Comitê experimental de ética animal da Universidade de Zhejiang. Todos os instrumentos e materiais utilizados na cirurgia são estéreis. O armazenado de TBI toma aproximadamente 20 minutos.
1. cuidados com os animais
<ol><li>Use camundongos masculinos de 5 a 6 semanas de idade C57BL/6J (20-25 g de peso) neste experimento.</li>
	<li>Manter camundongos em um 12 h/12 h de luz/ciclo escuro, e certifique-se que recebem alimentos e água a...

<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>

Aqui apresentamos um protocolo simples e eficiente para determinar alterações na microbiota cecal após TCE em camundongos. A indução de lesão cerebral e a coleta de amostras de conteúdo de cécum são partes críticas do protocolo.
Apesar dos pesquisadores terem estudado as alterações da microbiota intestinal após TCE, a lesão cerebral utilizada nesses estudos foi CCI-8 e queda de peso/modelos induzidos por impacto9. No entanto, o mode...

A lesão cerebral traumática (TCE) é um problema global de saúde pública e a principal causa de morte e incapacidade em adultos jovens1,2. O TBI causa muitas mortes a cada ano, e os sobreviventes experimentam uma variedade de deficiências físicas, psiquiátricas, emocionais e cognitivas. Portanto, o TBI é um fardo pesado para os recursos familiares e societais de um paciente. TBI envolve tanto a lesão cerebral primária que ocorre no momento do trauma e quaisquer lesões cerebrais secundárias que desenvolvem horas a meses após a lesão inicial. Lesão cerebral secundária é mediada por várias cascatas bioquímicas, que não são apenas prejudiciais para o cérebro, mas também têm efeitos negativos significativos em vários sistemas de órgãos, incluindo o sistema gastrointestinal3.
Atualmente, existem três modelos para induzir TBI em experimentos com animais: lesão de percussão fluida, controle do impacto cortical (CCI) e aceleração da queda de peso. A lesão de percussão de fluido lateral (LFPI) é o modelo mais comumente utilizado para estabelecer lesão cerebral difusa (DAI)4. O dispositivo produz ferimento de cérebro através de um craniectomy aplicando um pulso de pressão fluido breve à dura intacta. Este pulso é criado pela greve do pêndulo. O LFPI é um método de modelagem reprodutível e controlável para pesquisa de TBI.
O microbioma é definido como os genomas coletivos de todos os microrganismos que residem no corpo humano. Micróbios intestinais, em particular, não só desempenham um papel importante na homeostase intestinal e função, mas também regulam muitos aspectos da fisiologia do hospedeiro e do funcionamento de outros órgãos5. Nos últimos anos, há uma evidência crescente que indica que a microbiota intestinal regula o desenvolvimento cerebral e função através de eixos cerebrais-intestino6. A perturbação da microbiota intestinal tem sido associada a vários distúrbios da função cerebral, incluindo a doença de Parkinson, transtornos do humor e autismo7. Recentemente, estudos pré-clínicos também relataram que a lesão cerebral aguda pode induzir alterações na microbiota intestinal8,9.
Um estudo realizado por Treangen et al.10 encontrou reduções significativas em três espécies microbianas e aumentos em duas espécies microbianas após TCE induzida por ICC. Essa evidência indica que a modulação da microbiota intestinal pode ser um método terapêutico no manejo da TBI. No entanto, os mecanismos subjacentes às alterações da microbiota intestinal induzida por lesão cerebral permanecem desconhecidos. Por esta razão, um modelo relativamente simples e eficiente de estudar as mudanças na microbiota intestinal após TBI é necessária. Portanto, o presente estudo apresenta um protocolo para examinar alterações na microbiota intestinal após TCE em camundongos.

<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

O aumento da evidência mostra que o eixo microbiota-intestino-cérebro desempenha um papel importante na patogênese das doenças cerebrais. Vários estudos também demonstram que as lesões cerebrais traumáticas causam alterações na microbiota intestinal. No entanto, os mecanismos subjacentes à regulação bidirecional do eixo cérebro-intestino permanecem desconhecidos. Atualmente, existem poucos modelos para estudar as mudanças na microbiota intestinal após lesão cerebral traumática. Portanto, o estudo apresentado combina protocolos para induzir lesão cerebral traumática usando um dispositivo de percussão de fluido lateral e análise de amostras de cécum após lesão para investigar alterações no microbioma intestinal. Alterações da composição da microbiota intestinal após lesão cerebral traumática são determinadas usando o sequenciamento 16S-rDNA. Este protocolo fornece um método eficaz para estudar as relações entre micro-organismos enteric e ferimento de cérebro traumático.

O estabelecimento do TBI é mostrado na Figura 1. Após a anestesia e desinfecção, o couro cabeludo foi incisada sagital (Figura 1a). Uma craniotomia (3 mm de diâmetro) foi trefinado no crânio sobre o córtex parietal direito com uma broca elétrica, a dura foi mantida intacta (Figura 1b, C). Uma cânula de lesão plástica foi colocada sobre a janela óssea e cimentada ao crâni...

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Investigating Alterations in Caecum Microbiota After Traumatic Brain Injury in Mice

É apresentado aqui um protocolo para induzir ferimento de cérebro traumático difuso usando um dispositivo de percussão fluido lateral seguido pela coleção do índice do cécum para a análise do microbioma do intestino.

Investigando alterações na microbiota de caecum após traumatismo cranioencefálico em camundongos

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

A simultânea e as interações entre o cérebro e a microbiota intestinal permanecem desconhecidas. Use esta técnica, alterações na microbiota intestinal após lesão cerebral traumática em camundongos podem ser examinados. A principal vantagem dessa técnica é que ela é relativamente simples e eficiente.Demonstrando o procedimento será Wendong Você, um estudante de pós-graduação do meu laboratório. Para indução traumática de lesão cerebral, confirme a falta de resposta ao beliscão do dedo do pé em um rato anestesiado, e aplique pomada nos olhos do animal. Após a barba, desinfete a pele exposta do couro cabeludo com 70% de etanol antes de incisar o couro cabeludo em um plano sagital.Usando fórceps, retraia a incisão em ambos os lados e separa ligeiramente o periósteo. Use um marcador para desenhar um círculo de três milímetros de diâmetro na área parietal direita do crânio a dois milímetros da linha média. Use uma broca elétrica para penetrar cuidadosamente o crânio sem danificar a dura.Remova a aba óssea para expor uma janela óssea de três milímetros e coloque uma cânula de lesão plástica sobre a craniotomia. Depois de cimentar a cânula no crânio com acrílico dental, use uma seringa de cinco mililitros para encher a cânula com soro fisiológico estéril de 0,9%, tomando cuidado para evitar bolhas. Ligue o osciloscópio e o amplificador.Confirme que o tubo de alta pressão do dispositivo de lesão de percussão de fluido lateral está livre de bolhas de ar, e entregue cerca de 10 pulsos de teste, até que o dispositivo dê um sinal constante. Ajuste o ângulo da posição inicial do pêndulo para atingir uma intensidade de pulso de cerca de duas atmosferas padrão e conecte a cânula da lesão ao dispositivo de lesão de percussão do fluido lateral. Puxe o gatilho para liberar o pêndulo, induzindo a lesão cerebral.Em seguida, obtenha e transmita um pulso para a dura dura através de todo o sistema de tubos fechado e cheio de fluidos. Após indução de lesão cerebral, remova a cânula e sutura a incisão. Em seguida, coloque o rato em uma almofada de aquecimento com monitoramento até que ele seja ambulatorial, antes de devolver o animal à sua gaiola de origem com acesso a ad libitum à comida e água.Nos pontos de tempo experimentais indicados, exponha os intestinos de acordo com os protocolos padrão e use fórceps atrauáticos para separar suavemente o caeco dos outros tratos intestinais. Quando o tecido estiver localizado, corte o caecum com uma tesoura afiada e extraia manualmente o conteúdo do caeco em um curativo estéril. Em seguida, transfira o conteúdo para um tubo de microcentrífuga de 1,5 mililitro, para armazenamento de menos 80 graus Celsius até a análise do microbioma.Sequenciamento de DNA recombinante 16S demonstra uma diversidade reduzida na microbiota de caecum em camundongos três dias após lesão cerebral traumática, com a taxa mais abundante dentro do conteúdo de caecum dos grupos de lesão cerebral sham e traumática mostrados na figura. Além disso, o dimensionamento multidimensional não métrico revela alterações na composição da microbiota do caecum após lesão cerebral traumática. Lembre-se de manter a duraza intacta ao perfurar o crânio, e ser gentil ao localizar e separar o caeco de outros tratos intestinais.Após este procedimento, a coloração e análise de hematoxilina e eosina pode ser realizada para examinar a alteração histológica e a resposta inflamatória dentro dos tratos intestinais após lesão cerebral traumática.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Lateral Fluid Percussion: Model of Traumatic Brain Injury in Mice

Percussão Fluid lateral: Modelo de Lesão em Ratos

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

Neurociência

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

Investigações sobre alterações da função Circuito Hippocampal Após lesão cerebral traumática leve

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 Microdissecção Captura de Populações enriquecida de neurônios ou neurônios individuais para análise de expressão gênica após a lesão cerebral traumática

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

Transplante de células olfativas Ensheathing para avaliar a recuperação funcional após a lesão do nervo periférico

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

Um Método para infligir Cabeça Fechada Lesão cerebral traumático em<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

Imagem de atividade Neural no córtex somatossensorial primário usando Thy1-GCaMP6s de ratos transgênicos

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

Análise de marcha automatizados em ratos com lesão crônica de constrição

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

Um modelo de romance In Vitro de explosão traumatismo crânio-encefálico

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

Efeitos de Neurotrauma induzida por explosão em roedores pressurizado artérias cerebrais de médio

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