JoVE Logo
Authors
Contact Us

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

יצרנו דרך יעילה לדלל את חיידקי המעיים תוך שלושה ימים, ולאחר מכן השתלנו מיקרוביוטה צואתית באמצעות נוזל צואה שהוכן מתכולת מעיים טרייה או קפואה בעכברים. אנו גם מציגים שיטה אופטימלית לאיתור תדירות החיידקים המצופים IgA במעיים.

Abstract

למיקרוביוטה של המעיים יש תפקידים פליאוטרופיים בבריאות האדם ובמחלות. השתלת מיקרוביוטה צואתית (FMT) היא שיטה יעילה לחקירת התפקוד הביולוגי של חיידקי המעיים בכללותם או ברמת המין. פורסמו מספר שיטות FMT שונות. כאן, אנו מציגים פרוטוקול FMT שמדלדל בהצלחה את מיקרוביוטת המעיים תוך ימים ספורים, ואחריו השתלת מיקרוביוטה צואתית מתכולת מעיים טרייה או קפואה של תורם לעכברים רגילים. PCR בזמן אמת מיושם כדי לבדוק את היעילות של דלדול חיידקים. לאחר מכן מיושם ריצוף של ה-RNA הריבוזומלי 16S (rRNA) כדי לבדוק את השפע והזהות היחסיים של מיקרוביוטת המעיים בעכברים מקבלים. אנו מציגים גם שיטת זיהוי מבוססת זרימה ציטומטרית של חיידקים מצופים אימונוגלובולין A (IgA) במעיים.

Introduction

מיקרוביוטה מגוונת של המעיים ממלאת תפקיד מרכזי בשמירה על הומאוסטזיס של המארח. מיקרוביום זה מסייע בתהליכים פיזיולוגיים שונים החל מעיכול וספיגה של חומרים מזינים מהמזון, הגנה מפני זיהום של פתוגנים, ויסות התפתחות מערכת החיסון והומאוסטזיס חיסוני1. הפרעה בהרכב חיידקי המעי נקשרה למחלות רבות, כולל סרטן2, מחלות אוטואימוניות3, מחלות מעי דלקתיות4, מחלות נוירולוגיות5 ומחלות מטבוליות 6,7. עכברים נטולי חיידקים (GF) הם כלים רבי עוצמה במודלים של השתלת מיקרוביוטה צואתית לחקר ההשפעות הביולוגיות של מיקרוביוטה8. עם זאת, סביבת הדיור של GF מחמירה מאוד, וביצוע השתלת מיקרוביוטה צואתית (FMT) בעכברים אלה הוא יקר. יתר על כן, לעכברי GF יש תכונות מחסום וריריות שונות, המווסתות את חדירת החיידקים, בהשוואה לעכברים קונבנציונליים9. גורמים אלה מגבילים את היישום הרחב של עכברי GF במחקרים. חלופה לשימוש בעכברי GF היא לרוקן את המיקרוביוטה בעכברים רגילים באמצעות קוקטייל אנטיביוטי ואחריו FMT. שיטות FMT שדווחו בעבר אינן מתוארות היטב ואינן עקביות; לכן, יש צורך לבסס פרוטוקול בר ביצוע, יעיל וניתן לשחזור לביצוע FMT באמצעות עכברים קונבנציונליים.

מספר שלבים חיוניים להצלחת FMT. היעילות של דלדול המיקרוביוטה היא הצעד החשוב הראשון. עבור דלדול חיידקים, דווח על שימוש באנטיביוטיקה אחת בעלת ספקטרום רחב (למשל, סטרפטומיצין10) או קוקטייל אנטיביוטי (טיפול אנטיביוטי משולש או מרובע)11,12. הטיפול האנטיביוטי המרובע הכולל אמפיצילין, מטרונידזול, ניאומיצין וונקומיצין, נמצא כמשטר היעיל ביותר ושימש במספר מחקרים 13,14,15. בנוסף לסוג האנטיביוטיקה בה נעשה שימוש, דרך המתן, המינון ומשך הטיפול האנטיביוטי משפיעים על יעילות דלדול החיידקים. חלק מהחוקרים מיישמים אנטיביוטיקה במי השתייה כדי לחסל חיידקים במערכת העיכול15. עם זאת, קשה לשלוט במינון האנטיביוטיקה שכל עכבר מקבל בדרך זו. לכן, במחקרים עוקבים, החוקרים טיפלו בעכברים באנטיביוטיקה דרך הפה במשך 1-2 שבועות12 כדי להשיג דלדול משביע רצון. עם זאת, שימוש ארוך טווח באנטיביוטיקה יכול להיות בעייתי, מכיוון שהאנטיביוטיקה עצמה עלולה להשפיע על מחלות מסוימות במודלים של מכרסמים16. לכן, יש צורך בשיטות מהירות ויעילות יותר לדלדול המיקרוביוטה.

הכנת נוזל צואה היא צעד מרכזי נוסף להבטחת FMT מוצלח. במערכת העיכול, ה-pH נע בין 1 בקיבה ל-7 במעי הפרוקסימלי והדיסטלי9. המיקרוביוטה בקיבה מוגבלת בגלל חומציות גבוהה וכוללת הליקובקטר פילורי17. המעי הפרוקסימלי מייצר חומצת מרה למחזור הכבד-מעיים, ומכיל מיקרוביוטה הקשורה לעיכול שומן, חלבון וגלוקוז. מערכת העיכול הדיסטלית מכילה שפע של חיידקים אנאירוביים ומציגה מגוון מיקרוביאלי גבוה18. בהתחשב בהטרוגניות המרחבית של מיקרוביוטת המעיים, חובה לבודד את תוכן המעיים מאזורים שונים בדרכי המעי לצורך הכנת נוזל צואה. בנוסף, גורמים אחרים, כולל אופי דגימת התורם (למשל, דגימה טרייה או קפואה), תדירות ההשתלה ומשך הזמן הם קריטיים בעת ביצוע FMT. צואה קפואה משמשת לרוב ליישוב עכברים קונבנציונליים עם מיקרוביוטת מעיים אנושית19. לעומת זאת, FMT המשתמש בצואה טרייה מתורמים מבעלי חיים מתאים יותר ונפוץ במודלים של בעלי חיים20,21. תדירות ומשך ה-FMT משתנים בהתאם לתכנון הניסוי ולדגמים. במחקרים קודמים, FMT בוצע מדי יום או כל יומיים. משך ההשתלה נע בין 3 ימים22 ל-5 שבועות23. בנוסף לגורמים לעיל, שמירה על סביבה כירורגית אספטית ושימוש במכשירים כירורגיים מעוקרים היא חיונית כדי למנוע זיהום חיידקי סביבתי בלתי צפוי.

למיקרוביוטה של המעיים יש פוטנציאל לווסת את הצטברות התאים המבטאים אימונוגלובולין A (IgA). IgA, איזוטיפ נוגדנים דומיננטי, הוא קריטי בהגנה על המארח מפני זיהום באמצעות נטרול והרחקה. IgA בעל זיקה גבוהה מועבר ללומן המעי ויכול לקשור ולכסות פתוגנים פוגעניים. לעומת זאת, ציפוי ב-IgA עשוי לספק יתרון קולוניזציה לחיידקים24. בניגוד ל-IgA המושרה על ידי פתוגנים, ל-IgA המושרה על ידי קומנסל מקומי יש זיקה וסגוליות נמוכות יותר25. שיעור חיידקי המעיים המצופים ב-IgA מדווח כגדל משמעותית במחלות מסוימות 25,26. חיידקים מצופים IgA יכולים ליזום לולאת משוב חיובית של ייצור IgA27. לכן, הרמה היחסית של חיידקים מצופים IgA יכולה לחזות את גודל התגובה הדלקתית במעיים. למעשה, ניתן לזהות שילוב זה באמצעות ציטומטריית זרימה28. באמצעות מיון מבוסס IgA, Floris et al.27, Palm et al.25 ו-Andrew et al.29 רכשו חיידקי IgA+ ו-IgA-צואה מעכברים ואפיינו את המיקרוביוטה המצופה של המעיים הספציפיים לטקסונים באמצעות ריצוף 16S rRNA.

במחקר זה, אנו מתארים שיטה אופטימלית לדלדול יעיל של חיידקים דומיננטיים במעי וליישב עכברים קונבנציונליים עם מיקרוביוטה צואתית טרייה או קפואה המבודדת מתכולת האילאום והמעי הגס. אנו גם מדגימים שיטה המבוססת על זרימה ציטומטרית לאיתור חיידקים קושרי IgA במעיים.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

ניסויים בבעלי חיים נערכו בהתאם לתקנות האתיות הנוכחיות לטיפול ושימוש בבעלי חיים בסין.

הערה: בעלי חיים שוכנו בסביבה ספציפית נטולת פתוגנים (SPF), מבוקרת במחזורי אור וחושך של 12 שעות בטמפרטורה של 25 מעלות צלזיוס. מזון הוקרן לפני שהוזן לעכברים. מי השתייה והכלובים עברו חיטוי לפני השימוש. עכברי C57BL/6J זכרים בני שמונה שבועות שימשו במחקר לאחר שבוע אחד של התאקלמות. הם חולקו למספר קבוצות על סמך תכנון הניסוי. כל קבוצה כללה לפחות שלושה עכברים.

1. דלדול מיקרוביוטה במעיים

  1. הכנת קוקטייל אנטיביוטי
    1. הכינו תמיסה אנטיביוטית בתמיסת מלח סטרילית פוספט (PBS) עם 0.5 מ"ג/מ"ל ונקומיצין הידרוכלוריד, 1 מ"ג/מ"ל מטרונידזול, 1 מ"ג/מ"ל מלח נתרן אמפיצילין ו-1 מ"ג/מ"ל ניאומיצין סולפט.
      הערה: אחסן את האנטיביוטיקה בטמפרטורה של 2-8 מעלות צלזיוס והימנע מאור ישיר. הכינו את תמיסת הקוקטייל האנטיביוטית טרייה והשתמשו בה מיד.
  2. משטר טיפול
    1. במשך 3 ימים, יש לתת דרך הפה 200 מיקרוליטר של קוקטייל אנטיביוטיקה מוכן עם מחט #10 לעכבר. החזק את העכבר אנכית ביד אחת תוך שימוש ביד השנייה כדי לכוונן את זווית המחט כדי למנוע הגעה לקיבה.
      הערה: יש לטפל בעכבר בעדינות כדי למנוע מאבק, מכיוון שנזק פני השטח של הוושט והקיבה עלול לגרום לדלקת או למוות.
    2. הוסף אנטיביוטיקה למי השתייה באותם ריכוזים כפי שמצוין בשלב 1.1.1.
    3. שלושה ימים לאחר מכן, הקריבו את העכבר על ידי חנקCO2 .
    4. נתח את הבטן באופן אספטי באמצעות מכשירים סטריליים. במרחק של 2 ס"מ מהקקום, חתכו קטע של 2 ס"מ מהאילאום. בעזרת פינצטה סטרילית כדי להדק קצה אחד של המסלול, סחטו את התוכן הטרי מהמסלול לצינורות שקולים מראש.
    5. כדי לאסוף את תכולת הצקום, חותכים אותו לשניים בעזרת מספריים כירורגיים. סוחטים את התוכן של כל מחצית מהצקום לתוך צינורות שקולים מראש.
  3. להעריך את יעילות דלדול חיידקי המעי.
    1. שקלו את תכולת המעיים שבודדו מהאילאום או הצקום מעכברים נאיביים ועכברים שטופלו בקוקטייל אנטיביוטי, וחלצו DNA של מיקרוביוטת צואה באמצעות ערכה לפי הוראות היצרן. קבע את ריכוז ה- DNA לפי הנוסחה:

      דגימת ריכוז (מיקרוגרם/מ"ל) = OD260 x 50
       
    2. בנה עקומה סטנדרטית.
      1. להגביר גנים של E. Coli עם תגובת שרשרת פולימראז (PCR) באמצעות פריימרים ספציפיים ל-V3-V4. טרום טבע ב-95 מעלות צלזיוס למשך דקה אחת, הגברה למשך 40 מחזורים של 95 מעלות צלזיוס למשך 10 שניות, 60 מעלות צלזיוס למשך 30 שניות, 72 מעלות צלזיוס למשך 30 שניות.
      2. בנה פלסמיד על ידי קישור המוצר המוגבר לווקטור TA. שכפל את התרבית עם ערכת וקטור TA בהתאם להוראות היצרן.
      3. מדוד את ריכוז הפלסמיד (ng/μL) בהתבסס על ערך OD260 כמתואר בשלב 1.3.1.
        הערה: היחידה לריכוז הפלסמיד שונה מהיחידה לריכוז DNA.
      4. חשב את מספרי ההעתקה באמצעות הנוסחה הבאה, כאשר MW מייצג משקל מולקולרי:

        עותקים ב-1 מיקרוליטר = ריכוז (ng/μL) x 10-9 x 6.02 x 1023/(MWפלסמיד x 660)
         
      5. הרכיבו מחדש את הפלסמיד עם מים מזוקקים כפולים לריכוז סופי של 40 מיקרוגרם/מיקרוליטר. הכן סדרת דילול שיפוע פי 10 עם שמונה שלבים. בנה עקומה סטנדרטית על ידי התוויית ערךה-C T (ציר Y) כנגד לוג (עותקיםפלסמיד) (ציר X) לאחר הגברת PCR, כאשר CT מייצג מחזור סף להגברת יעד. חלץ את המשוואה מהתרשים (במקרה זה, זה היה y = -3.07x + 45.07, R2 = 0.994).
    3. הגבירו 1 מיקרוליטר מדגימות ה-DNA שהתקבלו בשלב 1.3.1 שחולצו מהאילאום או הצקום מקבוצת ביקורת נאיבית וקבוצת הטיפול בקוקטייל אנטיביוטי על ידי PCR בזמן אמת כמתואר בשלב 1.3.2.1. חשב את מספר העותק ב-1 מיקרוליטר של דגימות ה-DNA על סמך העקומה הסטנדרטית בשלב 1.3.2.5 ולאחר מכן חשב את מספר העותק הכולל באמצעות הנוסחה הבאה:
      מספר עותק כולל (למ"ג) בדגימות המשוקללות = מספרי עותקים × נפח ה-DNA הכולל / המשקל ההתחלתי של הדגימה
  4. נתח את ה-DNA של המיקרוביוטה על ידי ריצוף אזורי 16S rRNA V3 ו-V4.

2. השתלת מיקרוביוטה צואתית

  1. הכנת נוזל צואה לדגימות צואה טריות וקפואות כאחד
    הערה: כל המכשירים ספוגים ב-75% אלכוהול לפני השימוש כדי למנוע זיהום חיידקי קיים. חיוני להימנע מזיהום כאשר נאספים תכולת האילאום והמעי הגס.
    1. הקרבת 3-5 עכברים תורמים על ידי חנק CO2 .
    2. אסוף את תוכן האילאום כמתואר בשלב 1.2.4.
    3. כדי לאסוף את התוכן במעי הגס, בצע את החתך הראשון ליד פי הטבעת וחתוך את המסלול העליון של 2 ס"מ. חלץ את התוכן כפי שהוסבר בשלב 1.2.4. אסוף את הדגימות תוך דקה אחת כדי להפחית את החשיפה לאוויר.
    4. עבור נוזל צואה קפוא, אסוף את תכולת האילאום או המעי הגס כמתואר בשלבים 2.1.2 ו-2.1.3, והקפיא את התוכן בחנקן נוזלי.
    5. אחסן דגימות במקפיא של -80 מעלות צלזיוס עד שהן מוכנות לשימוש.
  2. מאגרים ושוקלים את התכולה, מוסיפים צינורות סטריליים טריים עם חרוזים. עבור דגימות קפואות, הפשירו את כדורי הצואה על קרח לפני השקילה.
  3. הוסף PBS סטרילי לתוך הצינור והשהה מחדש את כדורי הצואה ב-PBS (1 מ"ל PBS/0.2 גרם גלולה צואתית) באמצעות מחט מזרק של 5 מ"ל. הומוגניזציה של גלולת הצואה לחלוטין עם חרוזים ומערבולת 3x למשך דקה אחת כל אחד.
  4. צנטריפוגה ב-800 x גרם למשך 3 דקות, ואז מסננים את הסופרנטנטים על ידי מעבר דרך מסננת תאים של 70 מיקרומטר. אספו את נוזל הצואה המסונן בצינור סטרילי והשתמשו מיד ב-FMT.

3. הליך השתלת מיקרוביוטה צואתית

  1. יש לתת 200 מיקרוליטר של נוזל צואה מוכן לעכברים מדוללי המיקרוביוטה באמצעות גבאז' דרך הפה כל יומיים למשך 7 ימים. עכברי הדברת Gavage עם 200 מיקרוליטר של PBS סטרילי.
  2. הקריבו את העכברים על ידי חנק CO2 וקצרו את התוכן מהאילאום והמעי הגס לפי שלבים 2.1.2 ו-2.1.3. אחסן דגימות בטמפרטורה של -80 מעלות צלזיוס עד לעיבוד נוסף.
  3. חלץ את ה-DNA של המיקרוביוטה של תוכן האילאום והמעי הגס כמתואר בשלב 1.3.1. אמת את הרכב המיקרוביוטה במעיים של עכברים מושתלים על ידי ריצוף 16S rRNA.

4. מדידת חיידקים מצופים IgA

  1. הכנת מדגם
    1. אספו 50 מ"ג של כדורי צואה מעכברים תורמים כמתואר בשלבים 2.1.2 ו-2.1.3, ודגרו ב-1 מ"ל של PBS סטרילי ב-4 מעלות צלזיוס למשך שעה. הומוגניזציה של הכדורים באמצעות מקצף חרוזים למשך 5 שניות.
    2. צנטריפוגה את התמיסה ב-300 x גרם למשך 10 דקות ב-4 מעלות צלזיוס. אספו סופרנטנט לאחר סינון דרך מסננת של 70 מיקרומטר.
      הערה: הימנע מצנטריפוגה במהירות גבוהה.
    3. הוסף 5 מיקרוליטר של הסופרנטנט ל-1 מ"ל של אלבומין סרום בקר 1% (BSA) ב-PBS (מאגר FACS). גלולה ב-8,000 x גרם למשך 5 דקות ב-4 מעלות צלזיוס והשליכו את הסופרנטנט.
    4. השעו מחדש את הגלולה ב-1 מ"ל של מאגר FACS, צנטריפוגה ב-8,000 x גרם למשך 5 דקות ב-4 מעלות צלזיוס, והשליכו את הסופרנטנט.
      הערה: ייתכן שיהיה צורך למטב את אמצעי האחסון המשמש כאן. יותר מדי מהסופרנטנט בשלב זה עלול להסוות את האות החיובי של חיידקים מצופים IgA.
    5. יש להשעות מחדש את הגלולה ב-100 מיקרוליטר של PBS המכיל 10% סרום עיזים ולדגור על קרח או בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות. הוסף 1 מ"ל של מאגר FACS בצינור ובצנטריפוגה ב-8,000 x גרם למשך 5 דקות ב-4 מעלות צלזיוס לגלולה.
  2. ציטומטריית זרימה
    1. השעו מחדש את הגלולה שהתקבלה בשלב 4.1.5 עם 200 מיקרוליטר של מאגר FACS המכיל נוגדן IgA נגד עכבר ביוטין (1:100) ונוגדנים אנטי-ביוטין מצומדים APC (1:100) ודגרו למשך 30 דקות ב-4 מעלות צלזיוס.
    2. הוסף 1 מ"ל של מאגר FACS בצינור ובצנטריפוגה ב-8,000 x גרם למשך 5 דקות ב-4 מעלות צלזיוס. השליכו את הסופרנטנט.
    3. מכתים את הגלולה משלב 4.2.2 על ידי הוספת 200 מיקרוליטר של מאגר FACS המכיל כתם חומצת גרעין פלואורסצנטית ירוקה (1:200) ודגירה בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס למשך 5 דקות.
    4. הוסף 1 מ"ל של מאגר FACS וצנטריפוגה ב-8,000 x גרם למשך 5 דקות ב-4 מעלות צלזיוס לגלולה.
    5. השעו מחדש את הגלולה ב-250 מיקרוליטר של מאגר FACS לפני המדידה.
    6. רכוש את הנתונים באמצעות ציטומטר זרימה ונתח אותם באמצעות תוכנת FlowJo.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

תוצאות

לוח הזמנים של FMT המשמש במחקר זה מתואר באיור 1. לאחר הטיפול בקוקטייל האנטיביוטיקה, נותחה יעילות דלדול המיקרוביוטה במעי על ידי ריצוף אזור 16S rRNA. זיהינו 196 מינים באילאום של עכברים נאיביים, בעוד שטיפול אנטיביוטי של 3 ימים הפחית במהירות את מיני החיידקים ל-35 (

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

לאנטיביוטיקה המשמשת בהליך הדלדול יש תכונות אנטיבקטריאליות שונות. ונקומיצין ספציפי לחיידקים גרם חיוביים30. דוקסיציקלין דרך הפה יכול לגרום לשינויים משמעותיים בהרכב המיקרוביוטה של המעי בעכברי C57BL/6NCrl נקבות31. Neomycin היא אנטיביוטיקה רחבת טווח המכוונ...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

למחברים אין מה לחשוף.

Acknowledgements

עבודה זו בוצעה בחסות הפרויקט הבין-תחומי המצטיין של בית החולים מערב סין, אוניברסיטת סצ'ואן (מענק מס': ZYJC18024) והקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (מענק: 81770101 ו-81973540).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
5 mL syringe needleSheng guang biotech5mL
70 µm cell strainerBD biosciences352350
Ampicillin sodium saltAMERESCO0339
APC StreptavidinBD biosciences554067
Biotin anti-mouse IgA antibodyBiolegend407003
Bovine serum albiumin (BSA)SigmaB2064-50G
C57BL/6J miceChengdu Dashuo
CO2Xiyuan biotech
E.Coil genome DNATsingKe
Eppendorf tubesAxygenMCT150-C
Fast DNA stool mini HandbookQIAGEN51604
MetronidazoleShyuanyeS17079-5g
Neomycin sulfateSIGMAN-1876
Oral gavage needleYuke biotech10#
pClone007 Versatile simple TA vector kitTsingKe007VS
Phosphate Buffer Saline (PBS)HycloneSH30256
Precellys lysing kitPrecellysKT03961-1-001.2
RT PCR SYBR MIXVazymeQ411-01
SYTO BC green Fluorescent Nucleic Acid StainThermo fisher scientificS34855
V338 F primerTsingKeACTCCTACGGGAGGCAGCAG
V806 R primerTsingKeGGACTACHVGGGTWTCTAAT
Vancomycin hydrochlorideSigmaV2002
Equipments
BD FACSCalibur flow cytometerBD biosciences
Bead beater vortxScilogex
BIORAD CFX ConnectBIORAD
Centrifuge machineEppendorf
Illumina MiSeqIllumina
Nanodrop nucleic acid measurements machineThermo fisher scientific
Surgical instrumentsYuke biotech
Software
Adobe Illustrator CC 2015Version 2015
BIORAD CFX qPCR SOFTWARE
FlowJo software
Graphpad prism 7
Database
Silva (SSU132) 16S rRNA database

References

  1. Honda, K., Littman, D. R. The microbiota in adaptive immune homeostasis and disease. Nature. 535 (7610), 75-84 (2016).
  2. Weng, M. T., et al. Microbiota and gastrointestinal cancer. Journal of the Formosan Medical Association. 118 (1), 32-41 (2019).
  3. Lee, Y. K., Menezes, J. S., Umesaki, Y., Mazmanian, S. K. Proinflammatory T-cell responses to gut microbiota promote experimental autoimmune encephalomyelitis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108, Suppl 1 4615-4622 (2011).
  4. Lankelma, J. M., Nieuwdorp, M., de Vos, W. M., Wiersinga, W. J. The gut microbiota in internal medicine: implications for health and disease. Netherlands Journal of Medicine. 73 (2), 61-68 (2015).
  5. Soto, M., et al. Gut microbiota modulate neurobehavior through changes in brain insulin sensitivity and metabolism. Molecular Psychiatry. 23, 2287-2301 (2018).
  6. Turnbaugh, P. J., et al. An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest. Nature. 444 (7122), 1027-1031 (2006).
  7. Le Roy, T., et al. Intestinal microbiota determines development of non-alcoholic fatty liver disease in mice. Gut. 62 (12), 1787-1794 (2013).
  8. Anhe, F. F., et al. Treatment with camu camu (Myrciaria dubia) prevents obesity by altering the gut microbiota and increasing energy expenditure in diet-induced obese mice. Gut. 68 (3), 453-464 (2019).
  9. Reikvam, D. H., et al. Depletion of murine intestinal microbiota: effects on gut mucosa and epithelial gene expression. PLoS ONE. 6 (3), 17996(2011).
  10. Bao, H. D., et al. Alterations in the diversity and composition of mice gut microbiota by lytic or temperate gut phage treatment. Applied Microbiology and Biotechnology. 102 (23), 10219-10230 (2018).
  11. Ishikawa, D., et al. The Microbial Composition of Bacteroidetes Species in Ulcerative Colitis Is Effectively Improved by Combination Therapy With Fecal Microbiota Transplantation and Antibiotics. Inflammatory Bowel Diseases. 24 (12), 2590-2598 (2018).
  12. Samuelson, D. R., et al. Alcohol-associated intestinal dysbiosis impairs pulmonary host defense against Klebsiella pneumoniae. PLoS Pathogens. 13 (6), 1006426(2017).
  13. Cho, Y., et al. The Microbiome Regulates Pulmonary Responses to Ozone in Mice. American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology. 59 (3), 346-354 (2018).
  14. Kang, C., et al. Gut Microbiota Mediates the Protective Effects of Dietary Capsaicin against Chronic Low-Grade Inflammation and Associated Obesity Induced by High-Fat Diet. MBio. 8 (3), (2017).
  15. Kaliannan, K., Wang, B., Li, X. Y., Kim, K. J., Kang, J. X. A host-microbiome interaction mediates the opposing effects of omega-6 and omega-3 fatty acids on metabolic endotoxemia. Scientific Reports. 5, 11276(2015).
  16. Dapito, D. H., et al. Promotion of hepatocellular carcinoma by the intestinal microbiota and TLR4. Cancer Cell. 21 (4), 504-516 (2012).
  17. Hold, G. L., Hansen, R. Impact of the Gastrointestinal Microbiome in Health and Disease: Co-evolution with the Host Immune System. Current Topics in Microbiology and Immunology. 421, 303-318 (2019).
  18. Suzuki, T. A., Nachman, M. W. Spatial Heterogeneity of Gut Microbial Composition along the Gastrointestinal Tract in Natural Populations of House Mice. PLoS ONE. 11 (9), 0163720 (2016).
  19. McDonald, J. A. K., et al. Inhibiting Growth of Clostridioides difficile by Restoring Valerate, Produced by the Intestinal Microbiota. Gastroenterology. 155 (5), 1495-1507 (2018).
  20. Ramai, D., Zakhia, K., Ofosu, A., Ofori, E., Reddy, M. Fecal microbiota transplantation: donor relation, fresh or frozen, delivery methods, cost-effectiveness. Annals of Gastroenterology. 32 (1), 30-38 (2019).
  21. Hu, J., et al. Standardized Preparation for Fecal Microbiota Transplantation in Pigs. Frontiers in Microbiology. 9, 1328(2018).
  22. Tian, H. L., et al. Treatment of Slow Transit Constipation With Fecal Microbiota Transplantation: A Pilot Study. Journal of Clinical Gastroenterology. 50 (10), 865-870 (2016).
  23. Wong, S. H., et al. Gavage of Fecal Samples From Patients with Colorectal Cancer Promotes Intestinal Carcinogenesis in Germ-free and Conventional Mice. Gastroenterology. 153 (6), 1621-1633 (2017).
  24. Macpherson, A. J., Yilmaz, B., Limenitakis, J. P., Ganal-Vonarburg, S. C. IgA Function in Relation to the Intestinal Microbiota. Annual Review of Immunology. 26 (36), 359-381 (2018).
  25. Palm, N. W., et al. Immunoglobulin a coating identifies colitogenic bacteria in inflammatory bowel disease. Cell. 158 (5), 1000-1010 (2014).
  26. Asquith, M., et al. Perturbed mucosal immunity and dysbiosis accompany clinical disease in a rat model of spondyloarthritis. Arthritis Rheumatology. 68 (9), 2151-2162 (2016).
  27. Fransen, F., et al. BALB/c and C57BL/6 Mice Differ in Polyreactive IgA Abundance, which Impacts the Generation of Antigen-Specific IgA and Microbiota Diversity. Immunity. 43 (3), 527-540 (2015).
  28. Bunker, J. J., et al. Innate and Adaptive Humoral Responses Coat Distinct Commensal Bacteria with Immunoglobulin A. Immunity. 43 (3), 541-553 (2015).
  29. Kau, A. L., et al. Functional characterization of IgA-targeted bacterial taxa from undernourished Malawian children that produce diet-dependent enteropathy. Science Translational Medicine. 7 (276), 224(2015).
  30. Serri, A., Mahboubi, A., Zarghi, A., Moghimi, H. R. PAMAM-dendrimer Enhanced Antibacterial Effect of Vancomycin Hydrochloride Against Gram-Negative Bacteria. Journal of Pharmaceutical Sciences. 22 (1), 10-21 (2018).
  31. Boynton, F. D. D., Ericsson, A. C., Uchihashi, M., Dunbar, M. L., Wilkinson, J. E. Doxycycline induces dysbiosis in female C57BL/6NCrl mice. BMC Research Notes. 10 (1), 644(2017).
  32. Le Bastard, Q., et al. Fecal microbiota transplantation reverses antibiotic and chemotherapy-induced gut dysbiosis in mice. Scientific Reports. 8 (1), 6219(2018).
  33. Harris, V. C., et al. Effect of Antibiotic-Mediated Microbiome Modulation on Rotavirus Vaccine Immunogenicity: A Human, Randomized-Control Proof-of-Concept Trial. Cell Host Microbe. 24 (2), 197-207 (2018).
  34. Nakamura, S., et al. Antimicrobial susceptibility of Clostridium difficile from different sources. Microbiology and Immunology. 26 (1), 25-30 (1982).
  35. Robertson, S. J., et al. Comparison of Co-housing and Littermate Methods for Microbiota Standardization in Mouse Models. Cell Reports. 27 (6), 1910-1919 (2019).
  36. Chagwedera, D. N., et al. Nutrient Sensing in CD11c Cells Alters the Gut Microbiota to Regulate Food Intake and Body Mass. Cell Metabolism. 30 (2), 364-373 (2019).
  37. Truax, A. D., et al. The Inhibitory Innate Immune Sensor NLRP12 Maintains a Threshold against Obesity by Regulating Gut Microbiota Homeostasis. Cell Host Microbe. 24 (3), 364-378 (2018).
  38. Li, Y., et al. Gut microbiota dependent anti-tumor immunity restricts melanoma growth in Rnf5(-/-) mice. Nature Communications. 10, 16(2019).
  39. Tian, Z., et al. Beneficial Effects of Fecal Microbiota Transplantation on Ulcerative Colitis in Mice. Digestive Diseases and Sciences. 61 (8), 2262-2271 (2016).
  40. Tang, G., Yin, W., Liu, W. Is frozen fecal microbiota transplantation as effective as fresh fecal microbiota transplantation in patients with recurrent or refractory Clostridium difficile infection: A meta-analysis. Diagnostic Microbiology and Infectious Disease. 88 (4), 322-329 (2017).
  41. Satokari, R., Mattila, E., Kainulainen, V., Arkkila, P. E. Simple faecal preparation and efficacy of frozen inoculum in faecal microbiota transplantation for recurrent Clostridium difficile infection--an observational cohort study. Alimentary Pharmacology and Therapeutics. 41 (1), 46-53 (2015).
  42. Takahashi, M., et al. Faecal freezing preservation period influences colonization ability for faecal microbiota transplantation. Journal of Applied Microbiology. 126 (3), 973-984 (2019).
  43. Wos-Oxley, M. L., et al. Comparative evaluation of establishing a human gut microbial community within rodent models. Gut Microbes. 3 (3), 234-249 (2012).
  44. Le Roy, T., et al. Comparative Evaluation of Microbiota Engraftment Following Fecal Microbiota Transfer in Mice Models: Age, Kinetic and Microbial Status Matter. Frontiers in Microbiology. 9, 3289(2018).
  45. Wrzosek, L., et al. Transplantation of human microbiota into conventional mice durably reshapes the gut microbiota. Scientific Reports. 8 (1), 6854(2018).
  46. Staley, C., et al. Stable engraftment of human microbiota into mice with a single oral gavage following antibiotic conditioning. Microbiome. 5 (1), 87(2017).
  47. Cao, H., et al. Dysbiosis contributes to chronic constipation development via regulation of serotonin transporter in the intestine. Scientific Reports. 7 (1), 10322(2017).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

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

Request Permission

Explore More Articles

IgAFMTPCRRNA 16S

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved