JoVE Logo

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

המתואר כאן הוא פרוטוקול לחקור את האינטראקציות בין האנדוביוטיקה לבין מיקרוביוטה האדם המעיים באמצעות מערכות תסיסה מחוץ למערכת.

Abstract

מיקרואורגניזמים מעיים אנושיים הפכו לאחרונה למטרה חשובה של מחקר בקידום בריאות האדם ומניעת מחלות. כתוצאה מכך, חקירות של אינטראקציות בין אנביוקינטיקה (למשל, תרופות וטרום ביודונטיה) ומיקרוביוטה לבטן הפכו לנושא מחקר חשוב. עם זאת, בניסויים vivo עם מתנדבים אנושיים אינם אידיאליים למחקרים כאלה בשל ביואתיקה ואילוצים כלכליים. כתוצאה מכך, מודלים בעלי חיים שימשו להערכת האינטראקציות הללו בvivo. למרות זאת, לימודי מודל בעלי חיים עדיין מוגבלים בשיקולים ביולוגיים, בנוסף לקומפוזיציות והבדלים שונים של מיקרוביוטה בבעלי חיים לעומת בני אדם. אסטרטגיית מחקר אלטרנטיבית היא השימוש בניסויים תסיסה אצווה המאפשרים הערכה של האינטראקציות בין אנדוביוטיקה לבין מיקרוביוטה בטן במבחנה. כדי להעריך את האסטרטגיה הזאת, נעשה שימוש ב-EP (ביף) האקפוליסכאנטיות (בדומה) כנציג מסוג xenobiotic יוטי. לאחר מכן, האינטראקציות בין ביף EPS לבין מיקרוביוטה בבטן האדם נחקרו באמצעות מספר שיטות כגון כרומטוגרפיה של שכבה דקה, ניתוח מקומי קהילתי חיידקי עם רצף התפוקה הגבוה של 16 rRNA, וכרומטוגרפיה של גז של חומצות שומן קצרות (SCFAs). המוצג כאן הוא פרוטוקול לחקור את האינטראקציות בין האנדוביוטיקה לבין מיקרוביוטה האדם המעיים באמצעות מערכות תסיסה מחוץ למערכת. וחשוב מכך, פרוטוקול זה יכול להיות גם שונה כדי לחקור אינטראקציות כלליות בין האנדוביוטיקה אחרים המעיים microbiota.

Introduction

מיקרוביוטה במעיים ממלאים תפקיד חשוב בתפקוד המעי האנושי ובבריאות המארחת. כתוצאה מכך, המעיים microbiota לאחרונה להיות יעד חשוב למניעת מחלות וטיפול1. יתר על כן, בקטריה המעיים אינטראקציה עם תאי מעיים מארחים ומווסת תהליכים מארחים יסודיים, כולל פעילויות מטבוליות, זמינות מזינים, אפנון מערכת חיסונית, ואפילו תפקוד המוח וקבלת ההחלטות2,3 . אנדוביוטיקה יש פוטנציאל רב להשפיע על הרכב חיידקי וגיוון של מיקרוביוטה בטן. כך, אינטראקציות בין האנדוביוטיקה ומיקרוביוטה האדם משכו את תשומת הלב מחקר הגוברת4,5,6,7,8,9.

קשה להעריך את האינטראקציות בין האנדוביוטיקה לבין מיקרוביוטה האנושית בvivo בשל האילוצים הביואתיים וההגבלות הכלכליות. לדוגמה, ניסויים החוקרים את האינטראקציות בין האנדוביוטיקה לבין מיקרוביוטה האדם לא ניתן לבצע ללא אישור של מינהל המזון והתרופות, וגיוס מתנדבים הוא יקר. לכן, מודלים בעלי חיים משמשים לעתים קרובות לחקירות כאלה. עם זאת, השימוש במודלים בעלי חיים מוגבל בשל קומפוזיציות microbiota שונים וגיוון בבעלי חיים לעומת הקהילות הקשורות לאדם. חלופה בשיטת חוץ גופית כדי לחקור את האינטראקציות בין האנדוביוטיקה ומיקרוביוטה האדם הבטן היא באמצעות השימוש בניסויים בתרבות האצווה.

הפרפוליסכדים (EPSs) הם prebiotics שתורמים באופן משמעותי לשמירה על בריאות האדם10. ברור epss כי מורכב של קומפוזיציות חד-סוכר שונים ומבנים יכולים להפגין פונקציות נפרדות. ניתוחים קודמים קבעו את ההרכב של ביף EPSs, אשר הם הנציג הבכיר ממוקד במחקר הנוכחי11. עם זאת, אפקטים מטבוליים המשויכים למארח לא נחשבו ביחס לקומפוזיציה ולגיוון של EPS.

הפרוטוקול המתואר כאן משתמש במיקרוביוטה צואה מ -12 מתנדבים להחמיץ את ביף EPSs. כרומטוגרפיה של שכבה דקה (למעלה), 16 s rRNA התפוקה הגבוהה ברצף של הגז, כרומטוגרפיה גז (GC) משמשים בשילוב כדי לחקור את האינטראקציות בין EPSs לבין מיקרוביוטה בטן האדם. יתרונות שונים של פרוטוקול זה בהשוואה לניסויים vivo הם בעלות נמוכה והימנעות של אפקטים מפריעים מחילוף החומרים של המארח. יתרה מזאת, ניתן להשתמש בפרוטוקול המתואר במחקרים אחרים החוקרים את האינטראקציות בין האנדוביוטיקה לבין מיקרוביוטה בבטן האדם.

Protocol

פרוטוקול זה עוקב אחר ההנחיות של ועדת האתיקה של הונאן אוניברסיטת המדע והנדסה (הונאן, סין), ואת אוניברסיטת ג'ה-ג'יאנג גונגאנג (ג'ג'יאנג, סין).

1. הכנת חיידקים

  1. הכנת מרק בינוני ביפידוחיידק
    1. שלב את הרכיבים הבאים ב 950 מ ל של מים מזוקקים: תמצית בשר, 5 g/L; תמצית שמרים, 5 גר'/L; פנימה של קזאין, 10 גרם/ליטר; soytone, 5 g/L; גלוקוז, 10 g/L; K2hpo4, 2.04 g/L; MgSO4· 7h2O, 0.22 g/L; . בסדר. H20, 0.05 g/L; המשך, 5 גר'/L; . רצף 80, 1 מ ל תמיסת מלח, 40 mL (CaCl2.2 h2O, 0.25 g/L; KH2פו4, 1 g/L; נחקו3, 10 גר'/L; הרוג, 2 גרם/ליטר); ו resazurin, 0.4 mL (2.5 mg/L). להתאים את ה-pH כדי 6.8 עם 2 M NaOH.
    2. אוטוקלב ב 121 ° c עבור 15 דקות ולאפשר ציר להתקרר לטמפרטורת החדר (RT) תחת תנאים אנאירובית (10% H2, 10% CO2, 80% N 2). הוסף סינון-מעוקר cysteine-HCl (0.5 g/L) ו-mupirocin (5 מ"ג/L) למדיום.
  2. להוסיף סדרת מחלקים (50 μl) של הקפואים bifidobacterium לונגום לצינור תרבות עם 5 מ ל של ציר בינוני של bifidobacterium תחת תנאים אנאירובית, אז תרבות בחממה אנאירובית עבור 24 h ב 37 ° c.

2. הכנת משקפיים

  1. הכנת בינונית-PYG אגר
    1. שלב את הפעולות הבאות: peptone, 20 g/L; תמצית שמרים, 10 גרם/ליטר; גלוקוז, 5 g/L; המשך, 0.08 ג'/ל; CaCl2, 0.008 g/L; MgSO4· 7h2O, 0.008 g/L; K2hpo4, 0.04 g/L; KH2PO4, 0.04 g/L; נחקו3, 0.4 ג'/ל; אגר, 12 g/L. להתאים את ה-pH כדי 7.2 באמצעות 10 M NaOH.
    2. אוטוקלב את התקשורת ב 121 ° c עבור 15 דקות וקריר עד ~ 50 ° c. אז, עבור 1 L של בינוני, להוסיף 0.5 mL של מסנן ויטמין K1 פתרון (1 גרם של ויטמין k1 מומס 99 mL של 99% אתנול), 5 מ ל של פתרון האמין (0.5 g של האמין הומס 1 מ ל 1 מול/L ' naoh , ואז הביא עד 100 mL עם מים מזוקקים), ו 0.5 g של cysteine-HCl.
    3. לפני שיוצקים את לוחיות PYG, להוסיף מסנן-מעוקר 5-bromo-4-כלורט-3-indolyl β-D-גלטופאוסייד (X-גל, 0.06 g/L), LiCl · 3H2O (5.7 g/l) ו-mupirocin (5 מ"ג/l) למדיום.
      הערה: X-Gal ו-LiCl. 3H2O לאפשר זיהוי של B. longum מושבות על לוחות באמצעות שינויי צבע.
  2. מחסן 20 μL של B. longum זנים (שלב 1.2) כדי pyg צלחות ומקום בחממה אנאירובית ב 37 ° c עבור 72 h.
  3. לאסוף מושבות חיידקי mucoid מן הצלחות PYG באמצעות סקופ שקילה, ואז לחלוטין להשעות בתוך 10 מ ל של פוספט מאגור מלוחים (PBS) באמצעות מתנד מערבולת.
    הערה: תערובות בקטריאלי ו-EPS צריך להיות מושהה לחלוטין על ידי vortexing או ללטף למעלה ולמטה שוב ושוב עד הסיבים מומס לחלוטין ב-PBS.
  4. צנטריפוגה את ההשעיה ב 6,000 x g עבור 5 דקות.
  5. העבירו בזהירות את הסופרנטנים לצינור הצנטריפוגה החדש וערבבו לגמרי עם שלושה כרכים של קור 99% אתנול על ידי היפוך ומיזוג חוזרות ונשנות.
  6. צנטריפוגה את התערובת ב 6,000 x g עבור 5 דקות לחלוטין להסיר את supernatants.
  7. הסר את הזרזים מצינורות הצנטריפוגה על ידי גירוד וייבוש של מחלץ EPS לילה באמצעות ואקום מהירות.

3. הכנת מדיום תסיסה

  1. הכנת מדיום תרבות בסיסית VI
    1. שלב את הפעולות הבאות: peptone, 3 g/L; טריטונים, 3 גר'/L; תמצית שמרים, 4.5 g/L; mucin, 0.5 g/L; מלחי מרה מס ' 3, 0.4 g/L; המשך, 4.5 ג'/ל; KCl, 2.5 g/L; MgCl2· 6h2O, 4.5 g/L; 1 מ ל רצף 80; CaCl2. 6h2O, 0.2 g/L; KH2PO4, 0.4 g/L; MgSO4· 7h2O, 3.0 g/L; MnCl2· 4h2O, 0.32 g/L; FeSO4· 7h2o, 0.1 g/L; CoSO4· 7h2O, 0.18 g/L; CaCl2· 2h2O, 0.1 g/L; לאשר את היום4· 7h2O, 0.18 g/L; CuSO4· 5h2O, 0.01 g/L; ו-NiCl2· 6h2O, 0.092 g/L. להתאים את ה-PH כדי 6.5 עם HCl 1 M.
    2. הכן את האמין והציסטנין כפי שנעשה בסעיף 2.1 והוסף לאחר התיקון והצינון.
  2. הכן מדיה תרבותית המכילה מקורות פחמן שונים עם מדיית בסיס VI. לפני הפעלה אוטומטית, יש להוסיף 8 גרם/ליטר של סיבי EPS ל-VI הבינוני, הכולל קבוצה VI_Bif. בנוסף, הוסף 8 עמילן g/L ל-VI הבינוני כדי לייצג קבוצה VI_Starch. לבסוף, VI בינונית ללא תוספת של מקור פחמן משמש כפקד (קבוצה VI).
    הערה: אם EPS ו עמילן הם הומס הראשון במים חמים באמצעות מגנטים מגנטיים, ולאחר מכן מעורבב עם הכין מדיום VI.
  3. האוטוקלב כל המדיה ב 121 ° c עבור 15 דקות ולאפשר קריר כדי RT.
  4. העבר מדגם משנה (5 מ"ל) של כל בינוני לצינורות תרבות בחממה אנאירובית, ואחסן את המדיה הנותרת ב-4 ° c.

4. הכנה לדגימת צואה של אדם

  1. לאסוף דגימות בצואה טרי מיד לאחר הצרכים הטריים מתנדבים בריאים מבוגרים אנושיים באמצעות מכולות צואה, ולאחר מכן להשתמש לקראת הכנה להשתהות.
    הערה: לפני איסוף המדגם, יש להקפיד על כל המתנדבים כדי להבטיח שאין צורך בטיפול באנטיביוטיקה, בפרוביוטיקה או בטיפולים מוקדמים למשך שלושה חודשים לפחות לפני תרומת דגימות. בנוסף, כל התורמים חייבים לספק הסכמה מושכלת, בכתב.
  2. העבר מדגם צואה טרי (1 גרם) עד 10 מ"ל של 0.1 M אנאירובית PBS (pH 7.0) לתוך כוסות זכוכית, ואז להשתמש מוטות זכוכית כדי להכין 10% (w/v) ללגום.
  3. השתמש במכתש 0.4 מ"מ כדי לסנן את השימוש בצואה. לאחר מכן, השתמש במדגם משנה של המבחנות המסוננות כדי להשתמש בניסויי התסיסה של תרבות האצווה, ואחסן את השארית ב-80 ° צ' לניתוח נוסף.
    הערה: צעדים 4.2 – 4.3 מתנהלים בחדר אנאירובי.

5. תסיסה מחוץ למבחנה

  1. הוסף שאיפה מסוננים בצואה (500 μL) למדיום התסיסה שהוכן בשלב 3.2 בתוך חדר אנאירובי, ולאחר מכן דגירה ב 37 ° c.
  2. לאסוף 2 מ ל של דגימות מותסס ב 24 h ו 48 h בחדר אנאירובי ולאחר מכן צנטריפוגה מחוץ לחדר ב 6,000 x g עבור 3 דקות.
  3. העבירו בקפידה את הסופרנטנים לצינור הצנטריפוגה החדש שישמש לניתוח השפלה רב-סוכר וחומצות שומן קצרות (SCFAs) מדידות.
  4. לאחסן את צנטריפוגה כדורי ב-80 ° c ולאחר מכן להשתמש להפקת DNA חיידקים גנומית.

6. השפלה EPS על-ידי מיקרוביוטה של צואה אנושית

  1. טען 0.2 μL של סופרנטנים מותטים על גבי סיליקה ג'ל מצופה מראש-60 לוחות אלומיניום ולאחר מכן יבש באמצעות מייבש שיער.
  2. לפתח את הצלחות 20 מ ל של חומצה פורמית/n-butanol/מים (6:4:1, v:v: v) פתרון יבש באמצעות מייבש שיער.
  3. משרים את הצלחות בתוך מגיב orcinol כדי לצבוע, ואז יבש באמצעות מייבש שיער.
    1. להכין orcinol ריאגנטים על ידי המסת 900 מ"ג של Lichenol ב 25 מ ל של מים מזוקקים ולאחר מכן הוספת 375 mL של אתנול. לאחר מכן, חומצה גופרתית מרוכזת צריך להתווסף לאט והפתרון מעורבב ביסודיות.
  4. לוחות חום ב120 ° c במשך 3 דקות בתנור אפייה והערכת השפלה של EPS על ידי מדידת להקות האהבה.

7. השפעות EPS על מיקרוביוטה של המעי האנושי

  1. הקפא הפשרה דגימות צואה המקורי הכין בשלב 4.3 ודגימות מותסס הכין בשלב 5.4.
  2. לחלץ דנ א חיידקי גנומית (gDNA) מכל הדגימות באמצעות שרפרף בקטריאלי גנטי גנומית ערכת החילוץ בעקבות הוראות היצרן.
  3. קביעת ריכוזי DNA, integrities, וגודל הפצות באמצעות מיקרו ספקטרוסקופיה ואלקטרופורזה ג'ל אגר.
  4. התנהלות ה-PCR של גנים rRNA של בקטריאלי 16 מ-gDNA שחולצו באמצעות הבאים תיאר בעבר והפוך התחל12:
    -קדימה פריימר (ברקוד פריימר 338F): הוראות
    -הפוך פריימר (806R): מהפך
    השתמש בתנאי הציקלer התרמיים הבאים:
    1. 94 ° c עבור 5 דקות.
    2. 94 ° c עבור 30 ס מ.
    3. 55 ° c עבור 30 ס מ.
    4. 72 ° c במשך 1 דקות.
    5. חזור על 2 – 4 עבור 35 מחזורים
    6. 72 ° c עבור 5 דקות.
    7. 4 ° c להחזיק עד ההסרה של הציקלאה תרמית.
  5. ניהול רצף התפוקה הגבוהה של מוצרי ה-PCR בחברה ברצפי DNA באמצעות התפוקה ברמה גבוהה ביותר מיקרוביאלית הקהילה בדיקות.
  6. השיגו רצפים איכותיים ונקיים בעזרת התובנות הכמותיות לניתוח רצף של מיקרוביאלית (QIIME).
  7. הגדרת יחידות מיסוי מבצעיות (OTUs) עבור רצפי הגנים של 16S rRNA עם יותר מ-97% נוקלאוטיד דמיון באמצעות כלים ביואינפורמטיקה כגון חבילת התוכנה של מוארתור14.
  8. בחר רצף מייצג מכל OTU והשתמש במסווג ה-RDP יחד עם מסד הנתונים הטקמי של סילבה כדי לסווג רצפים מייצגים15.
  9. לחשב כיסוי של טוב, מדדים מגוון אלפא (כולל המדד סימפסון ושאנון), ועושר (מספר נצפה של OTUs) באמצעות כלים בביואינפורמטיקה16.

8. השפעות EPS על הפקת SCFA על ידי מיקרוביוטה המעי האנושי

  1. הוסיפו סופרנטנים מותטים (1 מ ל) המוכנים בשלב 5.3 עד 2 מנורות צנטריפוגה.
  2. הוסף 0.2 mL של 25% (w/v) חומצה מטאמזרחנית לכל הדגימות ולערבב ביסודיות את הפתרונות על ידי vortexing.
  3. צנטריפוגה את התערובות ב 13,000 x g עבור 20 דקות ולהעביר את supernatants כדי צינורות טריים.
  4. במקביל, להכין פתרונות 120 של propionic mM אצטית, בוטירית, איזווטיריק, חומצות ואלאריק ו isobutyric. אז, להוסיף 1 מ ל של כל חומצה מוכנה ל 1.2 mL של 25% (w/v) חומצה מטורית ולהשתמש כמו קוקטיילים סטנדרטיים.
  5. מסננים את הדגימות באמצעות קרום μM 0.22.
  6. זיהוי ריכוזי scfa באמצעות כרומטוגרפיה גז ביצועים גבוהים לפי פרוטוקולים שתוארו בעבר11,17.
    הערה: העמודה InertCap FFAP (0.25 mM x 30 m x 0.25 μM) משמש כרומטוגרפיה גז (GC). ריכוזי SCFA מבוססים לאחר מכן על בסיס אזורי שיא באמצעות שיטת התקן הפנימי של נקודה אחת בחבילת התוכנה של הפתרון GC.

תוצאות

הייצור של EPS mucoid ניתן לצפות ב -B. longum התרבויות על לוחיות pyg לאחר דגירה אנאירובית עבור 72 h (איור 1a). צנטריפוגה של שריטות התרבות, ואחריו משקעים אתנול וייבוש, הביא את האוסף של תאית כמו EPS (איור 1B). EPS מיובש ועמילן מסיסים שימשו לאחר מכן כמקורות פחמן לתרבויות תסיסה....

Discussion

התקדמות משמעותית נעשתה לקראת הבנה מיקרוביוטה הבטן האנושית הרכב ופעילויות בעשור האחרון. כתוצאה ממחקרים אלה, הושג הולובימונט, המייצג את האינטראקציות בין מחשבים מארחים לבין קהילות מיקרוביאלית הקשורות, כגון בין בני אדם לבין המעיים שלהם מיקרוביוטה19,20. יתר על כ...

Disclosures

המחברים מצהירים כי אין להם ניגודי אינטרסים. הנתונים הצוטטים ביין ואח '. . בסדר, 11

Acknowledgements

מחקר זה מומן על ידי הקרן הלאומית למדע הטבע של סין (No. 31741109), קרן הונאן למדעי הטבע (No. 2018JJ3200), ואת התוכנית לבנות של משמעת אופיינית מיושם באוניברסיטת הונאן של המדע וההנדסה. אנו מודים LetPub (www.letpub.com) על הסיוע הלשוני שלה במהלך הכנת כתב היד הזה.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
0.22 µm membrane filtersMilliporeSLGP033RBUse to filter samples
0.4-mm SieveThermo Fischer308080-99-1Use to prepare human fecal samples
5-bromo-4-chloro-3-indolyl β-D-galactopyranoside (X-Gal)SolarbioX1010Use to prepare color plate
AceticSigma-Aldrich71251Standard sample for SCFA
AgarSolarbioYZ-1012214The component of medium
Anaerobic chamberElectrotek AW 400SGBacteria culture and fermentation
AutoclaveSANYOMLS-3750Use to autoclave
Bacto soytoneSigma-Aldrich70178The component of medium
Baking ovenShanghai Yiheng Scientific Instruments Co., LtdDHG-9240AUse to heat and bake
Beef ExtractSolarbioG8270The component of medium
Bifidobacterium longum ReuterATCCATCC® 51870™Bacteria
Bile SaltsSolarbioYZ-1071304The component of medium
ButyricSigma-Aldrich19215Standard sample for SCFA
CaCl2SolarbioC7250Salt solution of medium
Capillary columnSHIMADZU-GLInertCap FFAP (0.25 mm × 30 m × 0.25 μm)Used to SCFA detection
Casein PeptoneSigma-Aldrich39396The component of medium
CentrifugeThermo ScientificSorvall ST 8Use for centrifugation
CoSO4.7H2OSolarbioC7490The component of medium
CuSO4.5H2OSolarbio203165The component of medium
Cysteine-HClSolarbioL1550The component of medium
EthanolSigma-AldrichE7023Use to prepare vitamin K1
FeSO4.7H2OSolarbioYZ-111614The component of medium
Formic AcidSigma-Aldrich399388Used to TLC
Gas chromatographyShimadzu CorporationGC-2010 PlusUsed to SCFA detection
Glass beakerFisher ScientificFB10050Used for slurry preparation
GlucoseSolarbioG8760The component of medium
HaeminSolarbioH8130The component of medium
HClSigma-Aldrich30721Basic solution used to adjust the pH of the buffers
IsobutyricSigma-Aldrich46935-UStandard sample for SCFA
Isovaleric AcidsSigma-Aldrich129542Standard sample for SCFA
K2HPO4SolarbioD9880Salt solution of medium
KClSolarbioP9921The component of medium
KH2PO4SolarbioP7392Salt solution of medium
LiCl.3H2OSolarbioC8380Use to prepare color plate
Meat ExtractSigma-Aldrich-Aldrich70164The component of medium
Metaphosphoric AcidSigma-AldrichB7350Standard sample for SCFA
MgCl2.6H2OSolarbioM8160The component of medium
MgSO4.7H2OSolarbioM8300Salt solution of medium
MISEQIlluminaMiSeq 300PE systemDNA sequencing
MnSO4.H20Sigma-AldrichM8179Salt solution of medium
MupirocinSolarbioYZ-1448901Antibiotic
NaClSolarbioYZ-100376Salt solution of medium
NaHCO3Sigma-Aldrich792519Salt solution of medium
NanoDrop ND-2000NanoDrop TechnologiesND-2000Determine DNA concentrations
NaOHSigma-Aldrich30620Basic solution used to adjust the pH of the buffers
n-butanolChemSpider71-36-3Used to TLC
NiCl2Solarbio746460The component of medium
OrcinolSigma-Aldrich447420Used to prepare orcinol reagents
PropionicSigma-Aldrich94425Standard sample for SCFA
QIAamp DNA Stool Mini KitQIAGEN51504Extract bacterial genomic DNA
Ready-to-use PBS powderSangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd.A610100-0001Used to prepare the lipid suspension
ResazurinSolarbioR8150Anaerobic Equipment
Speed Vacuum ConcentratorLABCONCOCentriVapUse to prepare EPSs
StarchSolarbioYZ-140602Use to the carbon source
Sulfuric AcidSigma-Aldrich150692Used to prepare orcinol reagents
T100 PCRBIO-RAD1861096PCR amplification
TLC aluminium sheetsMerckMillipore116835Used to TLC
Trypticase PeptoneSigma-AldrichZ699209The component of medium
TryptoneSigma-AldrichT7293The component of medium
Tween 80SolarbioT8360Salt solution of medium
ValericSigma-Aldrich75054Standard sample for SCFA
Vitamin K1Sigma-AldrichV3501The component of medium
Vortex oscillatorScientific IndustriesVortex.Genie2Use to vortexing
Yeast ExtractSigma-AldrichY1625The component of medium
ZnSO4.7H2OSigma-AldrichZ0251The component of medium

References

  1. Maarten, V. D. G., Blottière Hervé, M., Doré, J. Humans as holobionts: implications for prevention and therapy. Microbiome. 6 (1), 81 (2018).
  2. Allen, A. P., Dinan, T. G., Clarke, G., Cryan, J. F. A psychology of the human brain-gut-microbiome axis. Social and Personality Psychology Compass. 11 (4), e12309 (2017).
  3. Arora, T., Bäckhed, F. The gut microbiota and metabolic disease: current understanding and future perspectives. Journal of Internal Medicine. 280, 39-349 (2016).
  4. Maurice, C., Haiser, H., Turnbaugh, P. Xenobiotics shape the physiology and gene expression of the active human gut microbiome. Cell. 152 (1-2), 39-50 (2013).
  5. Carmody, R. N., Turnbaugh, P. J. Host-microbial interactions in the metabolism of therapeutic and diet-derived xenobiotics. Journal of Clinical Investigation. 124 (10), 4173-4181 (2014).
  6. Lu, K., Mahbub, R., Fox, J. G. Xenobiotics: interaction with the intestinal microflora. ILAR Journal. 56 (2), 218-227 (2015).
  7. Taguer, M., Maurice, C. The complex interplay of diet, xenobiotics, and microbial metabolism in the gut: implications for clinical outcomes. Clinical Pharmacology & Therapeutics. 99 (6), 588-599 (2016).
  8. Anubhav, D., Meenakshi, S., Shankar, G. T., Mande, S. S., Wilson, B. A. Xenobiotic metabolism and gut microbiomes. PLoS One. 11 (10), e0163099 (2016).
  9. Koppel, N., Rekdal, V. M., Balskus, E. P. Chemical transformation of xenobiotics by the human gut microbiota. Science. 356 (6344), 1246-1257 (2017).
  10. Hidalgo-Cantabrana, C., et al. Genomic overview and biological functions of exopolysaccharide biosynthesis in Bifidobacterium spp. Applied and Environmental Microbiology. 80 (1), 9-18 (2014).
  11. Liu, G., et al. Effects of bifidobacteria-produced exopolysaccharides on human gut microbiota in vitro. Applied Microbiology and Biotechnology. , 1-10 (2018).
  12. Tang, R., et al. Gut microbial profile is altered in primary biliary cholangitis and partially restored after UDCA therapy. Gut. 67 (3), 534-541 (2018).
  13. Kuczynski, J., et al. Using QIIME to analyze 16S rRNA gene sequences from microbial communities. Current Protocols in Microbiology. 27 (1), 1-28 (2012).
  14. Hiltemann, S. D., Boers, S. A., van der Spek, P. J., Jansen, R., Hays, J. P., Stubbs, A. P. Galaxy mothur Toolset (GmT): a user-friendly application for 16S rRNA gene sequencing analysis using mothur. GigaScience. , (2018).
  15. Wang, Q., Garrity, G. M., Tiedje, J. M., Cole, J. R. Naïve Bayesian classifier for rapid assignment of rRNA sequences into the new bacterial taxonomy. Applied and Environmental Microbiology. 73 (16), 5261-5267 (2007).
  16. Schloss, P. D., et al. Introducing mothur: open-source, platform-independent, community-supported software for describing and comparing microbial communities. Applied and Environmental Microbiology. 75 (23), 7537-7541 (2009).
  17. Bai, S., et al. Comparative study on the in vitro effects of pseudomonas aeruginosa and seaweed alginates on human gut microbiota. Plos One. 12 (2), e0171576 (2017).
  18. Zhang, Z., Xie, J., Zhang, F., Linhardt, R. J. Thin-layer chromatography for the analysis of glycosaminoglycan oligosaccharides. Analytical Biochemistry. 371, 118-120 (2007).
  19. Simon, J. C., Marchesi, J. R., Mougel, C., Selosse, M. A. Host-microbiota interactions: from holobiont theory to analysis. Microbiome. 7 (5), (2019).
  20. Postler, T. S., Ghosh, S. Understanding the Holobiont: how microbial metabolites affect human health and shape the immune system. Cell Metabolism. 26 (1), 110-130 (2017).
  21. Kramer, P., Bressan, P. Humans as superorganisms: how microbes, viruses, imprinted genes, and other selfish entities shape our behavior. Perspectives on Psychological Science. 10 (4), 464-481 (2015).
  22. Malfertheiner, P., Nardone, G. Gut microbiota: the forgotten organ. Digestive Diseases. 29 (6), (2011).
  23. Andoh, A. The gut microbiota is a new organ in our body. The Japanese journal of Gastro-Enterology. 112 (11), 1939-1946 (2015).
  24. Mika, A., Van, W. T., González, A., Herrera, J. J., Knight, R., Fleshner, M. Exercise is more effective at altering gut microbial composition and producing stable changes in lean mass in juvenile versus adult male f344 rats. PLoS One. 10 (5), e0125889 (2015).
  25. Hugenholtz, F., de Vos, W. M. Mouse models for human intestinal microbiota research: a critical evaluation. Cellular and Molecular Life Sciences. 75 (1), 149-160 (2018).
  26. Takagi, R., et al. A single-batch fermentation system to simulate human colonic microbiota for high-throughput evaluation of prebiotics. PLoS One. 11 (8), e0160533 (2016).
  27. Ning, T., Gong, X., Xie, L., Ma, B. Gut microbiota analysis in rats with methamphetamine-induced conditioned place preference. Frontiers in Microbiology. 8 (1), 1620 (2017).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

150

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved