Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Gut microbiome modulation with lactobacillus rhamnosus gg alleviates sepsis in d-galactose induced aging murine with cecal ligation and puncture (clp)
Year (A.D.)
2024
Document Type
Thesis
First Advisor
อัษฎาศ์ ลีฬหวนิชกุล
Second Advisor
ภัทริน ตั้งธนตระกูล
Faculty/College
Faculty of Allied Health Sciences (คณะสหเวชศาสตร์)
Department (if any)
Department of Transfusion Medicine and Clinical Microbiology (ภาควิชาเวชศาสตร์การธนาคารเลือดและจุลชีววิทยาคลินิก)
Degree Name
วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
วิทยาศาสตร์ระดับโมเลกุลทางจุลชีววิทยาทางการแพทย์และวิทยาภูมิคุ้มกัน
DOI
10.58837/CHULA.THE.2024.388
Abstract
การเสียสมดุลของจุลินทรีย์ในลำไส้อาจทำให้เกิดภาวะลำไส้รั่ว เกิดการติดเชื้อในกระแสเลือดตามมาได้ ซึ่งสภาวะดังกล่าวมักพบมากในผู้สูงอายุ การศึกษาก่อนหน้านี้พบว่าโพรไบโอติกสามารถลดการเสียสมดุลของจุลินทรีย์ในลำไส้ แต่การศึกษาเรื่องผลของการรับประทานเชื้อโพรไบโอติดต่อของการลดความรุนแรงจากการติดเชื้อในกระแสเลือด รวมทั้งภาวะ Sepsis-associated encephalopathy (SAE) ในผู้สูงอายุนั้นยังไม่มีการศึกษาที่ชัดเจน วัตถุประสงค์ของการศึกษา เพื่อทดสอบความสามารถของเชื้อโพรไบโอติกสายพันธุ์ Lacticaseibacillus rhamnosus GG (LGG) ในการช่วยลดความรุนแรงของการติดเชื้อในกระแสเลือดในหนูที่ถูกเหนี่ยวนำให้เกิดสภาวะชราโดยการใช้น้ำตาลกาแลคโตส ผู้วิจัยทำการให้เชื้อ LGG ทางปากกับหนูทดลอง เปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุม และทดสอบความแตกต่างของจุลินทรีย์ในลำไส้ในอุจจาระของหนูด้วยวิธี 16S RNA sequencing พร้อมวัดสภาวะความชราของหนูด้วยเทคนิค Histochemistry ในอวัยวะภายใน จากนั้นหนูทั้ง 2 กลุ่มจะถูกกระตุ้นให้เกิดการติดเชื้อในกระแสเลือดโดยวิธีการผูกและเจาะลำไส้ใหญ่ส่วนต้น (CLP) และวัดความรุนแรงของการติดเชื้อในกระแสเลือดโดยการวัดอัตราการตาย ระดับ creatinine (Scr), Alanine transaminase (ALT), cytokines (IL-6 TNF-α IL-10 และ IL-1ß) ในซีรัมโดยเทคนิค Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) การตรวจวัด Sepsis encephalopathy ผู้วิจัยใช้ค่ามาตรฐาน SHIRPA เพื่อช่วยในการวัด นอกจากนี้เพื่อหาสาเหตุของการลดความรุนแรงจากการติดเชื้อในกระแสเลือดด้วยเชื้อโพรไบโอติก ผู้วิจัยนำ Lactobacillus condition media (LCM) ร่วมกับ Lipopolysaccharide (LPS) มาใช้ในการกระตุ้นเซลล์ RAW 264.7 , เซลล์ BV-2 และเซลล์ HT-22 จากนั้นทำการวัดปริมาณ Inflammatory cytokines ด้วยเทคนิค ELISA และวัดการแสดงออกของยีน IL-6 TNF-α IL-10 IL-1ß Fizz Arg-1 NF-kB TLR-4 และยีน iNOS ด้วยเทคนิค Quantitative real-time PCR (qPCR) จากผลการวิเคราะห์จุลินทรีย์ในอุจจาระ แสดงให้เห็นว่าหนูชรามีการสูญเสียสมดุลของจุลินทรีย์ในลำไส้ และพบการเกิดพังผืดในปอด ไต และตับ ซึ่งเชื้อ LGG สามารถช่วยปรับสมดุลดังกล่าว จากการวัดความรุนแรงของการติดเชื้อในกระแสเลือด หนูชราที่รับประทานเชื้อ LGG ช่วยลดความรุนแรงที่เกิดขึ้น และบรรเทาความผิดปกติทางระบบประสาทได้ จากผลการทดสอบน้ำเลี้ยงเชื้อต่อเซลล์พบว่า LCM ช่วยลดการอักเสบในเซลล์ RAW 264.7 โดยพบการแสดงออกของยีน TNF-α และ IL-1ß ลดลง และเพิ่มการแสดงออกของยีน IL-10 และ Fizz ซึ่งผลดังกล่าวไม่พบในเซลล์ BV-2 และเซลล์ HT-22 สรุปการทดลอง เชื้อ LGG ช่วยบรรเทาความรุนแรงของภาวะการติดเชื้อในกระแสเลือดรวมถึง SAE ได้ โดยเชื้อช่วยรักษาสมดุลของจุลินทรีย์ในลำไส้ และอาจมีการหลั่งสารเพื่อช่วยลดการอักเสบซึ่งส่งผลต่อการทำงานของเซลล์ Macrophage
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
Aging is linked to brain function decline and gut dysbiosis, but its effects on sepsis-associated encephalopathy (SAE) and the potential protective role of probiotics remain uncertain. We administered D-galactose (D-gal) or PBS to 8-week-old C57BL/6J mice to simulate aging and non-aging models, with or without oral administration of Lacticaseibacillus rhamnosus GG (LGG). Gut microbiome profiling was conducted via 16S RNA sequencing. Following Cecal ligation and puncture (CLP) to induce sepsis, mortality, creatinine levels, and inflammatory cytokines (ELISA) were measured. Tissue samples (lung, kidney, liver) were stained with H&E and Masson's Trichrome for fibrosis assessment. SAE symptoms were evaluated using SHIRPA protocols. Additionally, LGG-conditioned media (LCM) was tested on macrophages, microglia, and hippocampal cells under LPS stimulation to assess cytokine release (ELISA) and gene expression (qPCR). D-gal administration led to gut dysbiosis and worsened sepsis parameters (elevated creatinine and ALT) without affecting mortality, neurological signs, or cytokine levels. Aging also promoted liver, kidney, and lung fibrosis, though CLP-induced sepsis did not exacerbate these effects. LGG administration improved sepsis outcomes in both non-aging (PBS-CLP) and aging (D-gal CLP) models, except for mortality and IL-6 levels. LCM showed anti-inflammatory effects in macrophages but not in brain cells, indicating that LGG likely mitigates SAE through systemic inflammation reduction rather than direct gut-brain axis interaction. LGG may reduce sepsis severity in aging by modulating systemic inflammation via macrophage interaction, suggesting a potential probiotic role in mitigating sepsis-related complications associated with aging.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
พินิจจันทร์, ชาลิสา, "การปรับสมดุลไมโครไบโอมในลำไส้ด้วยเชื้อ Lactobacillus rhamnosus GG ช่วยบรรเทาความรุนแรงจากการติดเชื้อในกระแสเลือด ในหนูที่ถูกเหนี่ยวนำให้เกิดความชราโดยน้ำตาล D-galactose และกระตุ้นภาวะติดเชื้อในกระแสเลือดโดยวิธีการผูกและเจาะลำไส้ใหญ่ส่วนต้น" (2024). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 12585.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/12585