Name: an in vitro batch-culture model to estimate the effects of interventional regimens on human fecal microbiota
Uploaded: 2019-07-31T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about An In Vitro Batch-culture Model to Estimate the Effects of Interventional Regimens on Human Fecal Microbiota at JoVE.com

저자는 감사하게도 당뇨병, 비만 및 물질 대사 및 임상 및 번역 과학 센터, 의학의 웨이크 포레스트 학교, 국방부 자금 조달 (보조금 번호: W81XWH-1-0118)의 자금 지원을 인정합니다. 커밋 글렌 필립스 II 심장 혈관 의학의 의자; 건강의 국가 학회는 클로드 D. 페퍼 이전 미국인 센터 자금 (P30AG12232에 의해 자금); R01AG18915; R01DK114224 및 임상 및 번역 과학 센터 (UL1TR001420에 의해 투자 된 임상 연구 단위), 또한 고맙게도 인정. 우리는 또한 대변 샘플을 제공 해 자원 봉사자에 대 한 감사, 그리고 그들의 기술 적인 도움에 대 한 우리의 다른 실험실 구성원이 이 실험 동안.

주의: 적절한 재료 안전 데이터 시트를 참조하고 적절한 생물 안전 수준 2(BSL-2) 교육에 대한 지침과 지침을 따르십시오. 표준 생물 안전 규칙에 따라 모든 배양 단계를 따르고 무균 조건을 사용하여 BSL-2 캐비닛을 사용합니다. 게다가, 다른 모형 및 인간 적인 과목에서 배설물 견본은 미생물 매개 질병 퍼짐의 잠재적인 리스크가 있을 수 있습니다. 부상과 감염이 발생하면 즉시 의료 지원을 받으십?...

<ol>
	<li>Shreiner, A. B., Kao, J. Y., Young, V. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+gut+microbiome+in+health+and+in+disease.">The gut microbiome in health and in disease.</a> Current Opinion in Gastroenterology. 31 (1), 69-75 (2015).</li><li>Xu, Z., Knight, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dietary+effects+on+human+gut+microbiome+diversity.">Dietary effects on human gut microbiome diversity.</a> British Journal of Nutrition. 113, 1-5 (2015).</li><li>Jiang, C., Li, G., Huang, P., Liu, Z., Zhao, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+gut+microbiota+and+Alzheimer&#8217;s+disease.">The gut microbiota and Alzheimer&#8217;s disease.</a> Journal of Alzheimers Disease. 58 (1), 1-15 (2017).</li><li>Clemente, J. C., Ursell, L. K., Parfrey, L. W., Knight, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+impact+of+the+gut+microbiota+on+human+health:+an+integrative+view.">The impact of the gut microbiota on human health: an integrative view.</a> The Journal Cell. 148 (6), 1258-1270 (2012).</li><li>Yadav, H., Jain, S., Marotta, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probiotics+mediated+modulation+of+gut+flora+might+be+biotherapeutical+approach+obesity+and+type+2+diabetes.">Probiotics mediated modulation of gut flora might be biotherapeutical approach obesity and type 2 diabetes.</a> Metabolomics : Open Access. 1 (3), 1-3 (2011).</li><li>Ahmadi, S., 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=Dietary+Polysaccharides+in+the+Amelioration+of+Gut+Microbiome+Dysbiosis+and+Metabolic+Diseases.">Dietary Polysaccharides in the Amelioration of Gut Microbiome Dysbiosis and Metabolic Diseases.</a> Obesity and Control Theries: Open Access. 4 (3), (2017).</li><li>Nagpal, 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=Obesity-Linked+Gut+Microbiome+Dysbiosis+Associated+with+Derangements+in+Gut+Permeability+and+Intestinal+Cellular+Homeostasis+Independent+of+Diet.">Obesity-Linked Gut Microbiome Dysbiosis Associated with Derangements in Gut Permeability and Intestinal Cellular Homeostasis Independent of Diet.</a> Journal of Diabetes Research. , 1-9 (2018).</li><li>Paul, B., 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=Influences+of+diet+and+the+gut+microbiome+on+epigenetic+modulation+in+cancer+and+other+diseases.">Influences of diet and the gut microbiome on epigenetic modulation in cancer and other diseases.</a> Journal of Clinical Epigenetics. 7 (1), 112 (2015).</li><li>O&#8217;mahony, S., Clarke, G., Borre, Y., Dinan, T., Cryan, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Serotonin+tryptophan+metabolism+and+the+brain-gut-microbiome+axis.">Serotonin tryptophan metabolism and the brain-gut-microbiome axis.</a> Journal of Behavioural Brain Research. 277, 32-48 (2015).</li><li>Sharon, G., 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=Specialized+metabolites+from+the+microbiome+in+health+and+disease.">Specialized metabolites from the microbiome in health and disease.</a> Journal of Cell Metabolism. 20 (5), 719-730 (2014).</li><li>Faber, T. A., Bauer, L. L., Price, N. P., Hopkins, A. C., Fahey, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+digestion+and+fermentation+characteristics+of+temulose+molasses,+a+coproduct+of+fiberboard+production,+and+select+temulose+fractions+using+canine+fecal+inoculum.">In vitro digestion and fermentation characteristics of temulose molasses, a coproduct of fiberboard production, and select temulose fractions using canine fecal inoculum.</a> Journal of Agricultural Food Chemistry. 59 (5), 1847-1853 (2011).</li><li>Bourquin, L. D., Titgemeyer, E. C., Fahey, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vegetable+fiber+fermentation+by+human+fecal+bacteria:+cell+wall+polysaccharide+disappearance+and+short-chain+fatty+acid+production+during+in+vitro+fermentation+and+water-holding+capacity+of+unfermented+residues.">Vegetable fiber fermentation by human fecal bacteria: cell wall polysaccharide disappearance and short-chain fatty acid production during in vitro fermentation and water-holding capacity of unfermented residues.</a> Journal of Nutrition. 123 (5), 860-869 (1993).</li><li>Nagpal, 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=Human-origin+probiotic+cocktail+increases+short-chain+fatty+acid+production+via+modulation+of+mice+and+human+gut+microbiome.">Human-origin probiotic cocktail increases short-chain fatty acid production via modulation of mice and human gut microbiome.</a> Scientific Reports. 8 (1), 12649 (2018).</li><li>Nagpal, 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=Comparative+microbiome+signatures+and+short-chain+fatty+acids+in+mouse,+rat,+non-human+primate+and+human+feces.">Comparative microbiome signatures and short-chain fatty acids in mouse, rat, non-human primate and human feces.</a> Frontiers in Microbiology. 9, 2897 (2018).</li><li>Thangamani, S., Guinan, J., Wang, S., Yadav, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antibiotic-induced+decreases+in+the+levels+of+microbial-derived+short-chain+fatty+acids+promote+gastrointestinal+colonization+of+Candida+albicans.">Antibiotic-induced decreases in the levels of microbial-derived short-chain fatty acids promote gastrointestinal colonization of Candida albicans.</a> bioRxiv. , 428474 (2018).</li><li>Ahmadi, S., 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=Prebiotics+from+acorn+and+sago+prevent+high-fat+diet-induced+insulin+resistance+via+microbiome-gut-brain+axis+modulation.">Prebiotics from acorn and sago prevent high-fat diet-induced insulin resistance via microbiome-gut-brain axis modulation.</a> The Journal of Nutritional Biochemistry. , (2019).</li><li>Nagpal, 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=Gut+Microbiome+Composition+in+Non-human+Primates+Consuming+a+Western+or+Mediterranean+Diet.">Gut Microbiome Composition in Non-human Primates Consuming a Western or Mediterranean Diet.</a> Frontiers in Nutrition. 5, 28 (2018).</li><li>Caporaso, J. G., 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=Ultra-high-throughput+microbial+community+analysis+on+the+Illumina+HiSeq+and+MiSeq+platforms.">Ultra-high-throughput microbial community analysis on the Illumina HiSeq and MiSeq platforms.</a> ISME Journal. 6 (8), 1621-1624 (2012).</li><li>Caporaso, J. G., 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=QIIME+allows+analysis+of+high-throughput+community+sequencing+data.">QIIME allows analysis of high-throughput community sequencing data.</a> Nature Methods. 7 (5), 335-336 (2010).</li><li>Garcia-Villalba, 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=Alternative+method+for+gas+chromatography-mass+spectrometry+analysis+of+short-chain+fatty+acids+in+faecal+samples.">Alternative method for gas chromatography-mass spectrometry analysis of short-chain fatty acids in faecal samples.</a> Journal of Seperation Science. 35 (15), 1906-1913 (2012).</li><li>Lee, C. H., 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=Frozen+vs+Fresh+Fecal+Microbiota+Transplantation+and+Clinical+Resolution+of+Diarrhea+in+Patients+With+Recurrent+Clostridium+difficile+Infection:+A+Randomized+Clinical+Trial.">Frozen vs Fresh Fecal Microbiota Transplantation and Clinical Resolution of Diarrhea in Patients With Recurrent Clostridium difficile Infection: A Randomized Clinical Trial.</a> JAMA. 315 (2), 142-149 (2016).</li><li>Chen, M. -. H., 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=In+vitro+fermentation+of+xylooligosaccharides+produced+from+Miscanthus&#215;+giganteus+by+human+fecal+microbiota.">In vitro fermentation of xylooligosaccharides produced from Miscanthus&#215; giganteus by human fecal microbiota.</a> Journal of Agricultural and Food Chemistry. 64 (1), 262-267 (2015).</li><li>Cook, S., Sellin, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Short+chain+fatty+acids+in+health+and+disease.">Short chain fatty acids in health and disease.</a> Alimentary Pharmacology &amp; Therapeutics. 12 (6), 499-507 (1998).</li><li>Rastelli, M., Knauf, C., Cani, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gut+microbes+and+health:+a+focus+on+the+mechanisms+linking+microbes,+obesity,+and+related+disorders.">Gut microbes and health: a focus on the mechanisms linking microbes, obesity, and related disorders.</a> Obesity. 26 (5), 792-800 (2018).</li><li>Zou, 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=Fiber-mediated+nourishment+of+gut+microbiota+protects+against+diet-induced+obesity+by+restoring+IL-22-mediated+colonic+health.">Fiber-mediated nourishment of gut microbiota protects against diet-induced obesity by restoring IL-22-mediated colonic health.</a> Cell Host &amp; Microbe. 23 (1), 41-53 (2018).</li><li>Dinan, T. G., Cryan, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gut&#8211;brain+axis+in+2016:+Brain&#8211;gut&#8211;microbiota+axis&#8212;mood,+metabolism+and+behaviour.">Gut&#8211;brain axis in 2016: Brain&#8211;gut&#8211;microbiota axis&#8212;mood, metabolism and behaviour.</a> Nature Reviews Gastroenterology &amp; Hepatology. 14 (2), 69 (2017).</li></ol>

여기에 제시 된 시험관 내 배설물 슬러리 발효 모델은 인간 배설물 미생물의 조성에 대한 다른 기질 및 미생물 균주 (예를 들어, 프리 바이오틱스 및 프로바이오틱스)의 효과를 근사화하는 간단한 단일 배치 모델입니다. 대변 pH 및 SCFAs 수준의 신진 대사 활동. 본 명세서에 제시된 결과는 이눌린의 접종이 배설물 pH를 감소시키고 비처리된 배설물 미생물 배양에 비해 이눌린 처리된 배설물<strong class...

인간 미생물은 박테리아, 고고학, 바이러스 및 진핵 미생물1로구성된 복잡한 커뮤니티로, 인체내외적으로 서식합니다. 최근 증거는 비만, 당뇨병을 포함한 다양한 인간 질병에서 창자 미생물과 장내 미생물군유전체 (인간 위장관에서 발견되는 미생물및 유전자의 전체 수집)의 근본적인 역할을 확립했습니다. 심혈관 질환,암 1,2,3. 또한, 우리의 창자에 살고있는 미생물은 크게 우리의 건강에 영향을 미치는 대사 산물의 넓은 스펙트럼을 생산하고 또한 여러 질병의 병리 생리학뿐만아니라 다양한 대사 기능에 기여할 수 4, 5.이 창자 미생물 집단의 구성 및 기능에 있는 이상한 변경 (섭동)은 일반적으로 "창자 dysbiosis"로 불거지됩니다. Dysbiosis는 일반적으로 호스트의 건강에 해로운 상태와 연관되고 그러므로 호스트의 건강한 통제 상태와 관련되었던 정상 (정규성) 미생물 공동체에서 분화될 수 있습니다. 창자 미생물 군비 병의 특정 패턴은 종종 다양한질병1, 2,3,6,7에서발견된다.
소화되지 않은 음식, 특히 발효 가능한 탄수화물/섬유의 발효는 에너지를 생산할 뿐만 아니라 짧은 사슬 지방산(SCFA), 젖산, 포메이트, 이산화탄소, 메탄, 수소 및 에탄올6. 또한, 장내 미생물은 엽산, 비오틴, 트리메틸아민-N-산화물, 세로토닌,트립토판, 감마-아미노부티르산, 도파민, 노르에피네프린, 아세틸콜린, 히스타민, 데옥시콜산, 4-에틸페닐 황산염. 이것은 주로 여러 신체 과정, 대사 기능 및 후생 유전학 변화에 기여하는 호스트 미생물 틈새 시장 내의 본질적인대사 플럭스의 활용을 통해 발생 1,8,9, 10. 그러나, 이러한 미생물 제품에 대한 다양한 개입의 효과는 쉽고 효율적이며 재현 가능한 프로토콜의 부족으로 인해 불분명하거나 불분명하게 남아 있습니다. 인간의 창 자 microbiota 구성은 매우 복잡 하 고 다양 한 생태계, 따라서, 인간의 건강 및 질병 병 리에 그것의 역할에 대 한 많은 질문 여전히 대답 남아. 장내 미생물의 조성 및 대사 기능에 대한 많은 일반적인 장내 미생물 군비세포 조절제(예: 프로바이오틱스, 프리바이오틱스, 항생제, 대변 이식 및 감염)의 효과는 대체로 애매합니다. 또한, 생체 내에서 이러한 효과의 검사 및 검증이 어렵다, 특히 장내 미생물에 의해 생성 된 영양소와 대사 산물의 대부분이 흡수 또는 동시에 그리고 창자에 신속하게 폐기되기 때문에; 따라서, 생체 내에서 이들 대사산물(예를 들어, SCFA)의 생산, 양 및 처리를 측정하는 것은 여전히 실질적인 과제로 남아 있다. 실제로, 동물과 인간 피험자와 같은 생리학적 모델은 장내 미생물군유전체의 역할과 숙주 건강에 대한 변조를 결정하는 데 중요하지만, 이로 인해 다양한 유형의 미생물군유전체 변조기의 대규모 스크리닝에는 적합하지 않을 수 있습니다. 윤리적, 금전적 또는 시간적 제약을 가할 수 있습니다. 이를 위해, 체외 및/또는 생체 내 생체 내 모델, 체외에서 창 자 microbiota의 배양 하 고 다음 다른 microbiota 변조기와 개입, 시간 및 비용 절약 기회를 제공할 수 있습니다 및 따라서 예비 또는 대규모 스크리닝을 허용할 수 있습니다. 다양 한 구성 요소 (프로바이오틱스 등, prebiotics, 그리고 다른 내정간섭 화합물) 검사/배설물 microbiota 다양성에 미치는 영향을 예측, 구성 및 신진 대사 프로필. 장내 미생물군유전체의 이러한 생체외 및 생체내 시스템을 이용한 연구는 숙주 건강과 질병에 기여하는 숙주 미생물군유전체 상호작용에 대한 추가 이해를 촉진할 수 있으며, 또한 미생물군유전체를 표적으로 하는 새로운 치료법을 찾는 것으로 이어질 수 있다. 숙주 건강을 개선하고 다양한 질병을예방하고 치료합니다 1.
시험관 내 장 내 미생물 배양 시스템은 실제 장 조건을 진정으로 복제 할 수 없지만, 여러 실험실은 이러한 모델을 개발하기 위해 노력했으며, 그 중 일부는 어느 정도 실용적이라고 밝혀졌으며 성공적으로 사용되었습니다. 다른 목적을 가지고 있습니다. 최근 창자 모델 중 하나는 인간 장 미생물 생태계의 시뮬레이터, 전체 인간의 위장을 모방, 위 포함 하 여, 소장, 그리고 결 장의 다른 영역. 그러나 이러한 기술적으로 복잡한 모델은 전 세계 다른 연구 시설에서는 접근하지 못할 수 있습니다. 따라서, 미생물군유전체 변조기와 장내 미생물 군비유및 숙주 건강에 미치는 영향을 연구하는 실험실에 대해 비교적 간단하고 저렴하며 실용적인 새로운 대체 모델의 개발에 대한 중요한 필요성이 여전히 존재합니다. 따라서, 시험관내(또는 생체내) 배설물 미생물 배양 시스템의 사용은 이러한 내정간섭의 효과를 연구하는데 유용할 것이다11,12. 구체적으로, 장내 미생물의 다양성과 조성, 배설물 pH 및 SCFAs 및 락테이트를 포함한 미생물 대사산물의 주기적인 변화의 관점에서 미생물발효 능력에 대한 상이한 프리바이오틱스의 효과를 연구할 수 있다. 13.본 명세서에서, 이눌린(가장 널리 연구된 프리바이오틱 성분 중 하나)을 마이크로바이브로메 변조기의 예로 사용하여, 이러한 간단한 생체내 미생물 배치 배양 시스템의 단계별 프로토콜을 사용하여 이를 추정하는 데 그 사용을 입증하는 것으로 설명되어 있다. 대변 미생물 및 미생물 대사 산물의 변화는 미생물 군변기와 의한 개입에 따른다.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Ammonium Bicarbonate (NH4HCO3)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>217255</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium Sulfate (NH4)2SO4 </td>
			<td>TGI</td>
			<td>C2388</td>
			<td>Toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium Chloride Dihydrate (CaCl2&#8226;2H2O)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C3306</td>
			<td>Irritating</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cobaltous Chloride Hexahydrate (CoCl2&#8226;6H2O)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>255599</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cupric Chloride Dihydrate (CuCl2&#8226;2H2O)</td>
			<td>Acros organics</td>
			<td>2063450000</td>
			<td>Toxic, Irritating</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cysteine-HCl</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C121800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-biotin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>B4501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-Pantothenic acid</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A16609</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disodium Ethylenediaminetetraacetate Dihydrate (Na2EDTA)</td>
			<td>Biorad</td>
			<td>1610729</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DL-&#945;-methylbutyrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>W271918</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ferrous Sulfate Heptahydrate (FeSO4&#8226;7H2O)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>F8263</td>
			<td>Toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Folic acid</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>J62937</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G8270</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hemin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>H9039</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hepes</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A14777</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isobutyrate</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>L04038</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isovalerate</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A18642</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium Chloride Hexahydrate (MgCl2&#8226;6H2O)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M8266</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Manganese Chloride Tetrahydrate (MnCl2&#8226;4H2O)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>221279</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Niacin (Nicotinic acid)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>N4126</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nickel(Ii) Chloride Hexahydrate (NiCl2&#8226;6H2O)</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A14366</td>
			<td>Toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-valerate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>240370</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>P-aminobenzoic acid</td>
			<td>MP China</td>
			<td>102569</td>
			<td>Toxic, Irritating</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphoric Acid (H3PO4)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P5811</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium Dihydrogen Phosphate (KH2PO4)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P5504</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium Hydrogen Phosphate (K2HPO4)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>1551128</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pyridoxine</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A12041</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Resazurin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>R7017</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Riboflavin</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A11764</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium carbonate (Na2CO3)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>1613757</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium chloride (NaCl)</td>
			<td>Fisher BioReagents</td>
			<td>7647-14-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide (NaOH)</td>
			<td>Fisher Chemicals</td>
			<td>S320</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Molybdate Dihydrate (Na2MoO4&#8226;2H2O)</td>
			<td>Acros organics</td>
			<td>206375000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thiamine Hydrochloride (Thiamin-HCl)</td>
			<td>Acros organics</td>
			<td>148991000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypticase</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>211921</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vitamin B12</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>V2876</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Yeast extract</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>70161</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zinc Sulfate Heptahydrate (ZnSO4&#8226;7H2O)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Z0251</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.22 &#181;m membrane filter</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AMPure magnetic purification beads</td>
			<td>Agencourt</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anaerobic chamber with incubatore</td>
			<td>Forma anaerobic system, Thermo Scientific, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bottle filter</td>
			<td>Corning</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cheesecloth</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Illumina MiSeq sequencer</td>
			<td>Miseq reagent kit v3</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pH meter</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Qiagen PowerFecal kit</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quantitative Insights into Microbial Ecology (QIIME) software</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Qubit-3 fluorimeter</td>
			<td>InVitrogen</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortex</td>
			<td>Thermoscientific</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Waters-2695 Alliance HPLC system</td>
			<td>Waters Corporation</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an in vitro batch-culture model to estimate the effects of interventional regimens on human fecal microbiota

몇몇 인간적인 질병에 있는 창자 microbiome의 새로운 역할은 새로운 공구, 기술 및 기술의 돌파구를 요구합니다. 이러한 개선은 인간의 건강 혜택에 대 한 미생물 계전체 변조기의 활용을 해독 하는 데 필요한. 그러나, 미생물군유전체 변조를 검증하고 관련 건강상의 이점을 예측하기 위해 변조기의 대규모 스크리닝 및 최적화는 많은 수의 동물 및/또는 인간 피험자의 필요성으로 인해 실질적으로 어려울 수 있다. 이를 위해, 시험관내 또는 생체외 모델은 미생물군유전체 변조기의 예비 스크리닝을 용이하게 할 수 있다. 본 명세서에서, 프로바이오틱스, 프리바이오틱스 및 기타 식품 성분을 포함한 장내 미생물 군비암 변조기의 다양한 개입의 효과를 조사하는데 사용될 수 있는 생체내 배설물 미생물 배양 시스템을 최적화및 입증하였으며, 이외에도 건강 기능 식품 및 약물, 인간의 창 자 microbiota의 다양성과 구성에. 가장 널리 연구된 프리바이오틱 화합물 및 미생물군유전체 변조기 중 하나인 이눌린(Inulin)은 건강한 배설물 미생물 성분과 배설물 pH 및 유기산의 배설물 수준과 같은 대사 활동에 미치는 영향을 조사하기 위해 여기에 사용됩니다. 젖산 및 짧은 사슬 지방산을 포함 하 여 (SCFAs). 이 프로토콜은 배설물 미생물 프로필에 대한 변조기의 다양한 개입의 효과를 추정하고 건강에 미치는 영향을 예측하는 연구에 유용할 수 있습니다.

이 프로토콜은 특정 프리바이오틱(즉, 대변 pH의 변화 및 건강한 인간 피험자의 대변에서 젖산 및 SCFA의 농도 측면에서 미생물 구성 및 대사 활동에 대한 이눌린)의 효과를 입증하는 데 사용됩니다. 이눌린으로 치료 후 다른 시간 포인트). 배설물 pH, 젖산 및 SCFA의배설물 수준(그림 1), 및 미생물 구성 (그림2 및 그?...

Watch this Scientific Journal Video about An In Vitro Batch-culture Model to Estimate the Effects of Interventional Regimens on Human Fecal Microbiota at JoVE.com

An In Vitro Batch-culture Model to Estimate the Effects of Interventional Regimens on Human Fecal Microbiota

이 프로토콜은 인체 배설물 미생물의 체외 배치 배양 발효 시스템을 설명하며, 이눌린(잘 알려진 프리바이오틱 및 가장 널리 연구된 미생물 변조기 중 하나)을 사용하여 특정 한 효과의 효과를 추정하는 데 이 시스템의 사용을 입증합니다. 대변 미생물 구성 및 대사 활동에 대한 개입.

인체 배설물 미생물에 대한 중재 식이요법의 효과를 추정하는 시험관 내 배치 배양 모델

The emerging role of the gut microbiome in several human diseases demands a breakthrough of new tools, techniques and technologies. Such improvements are ...

다양한 인간 질환에서 장 내 미생물군유전체의 새로운 역할을 고려할 때, 프로바이오틱스, 프리바이오틱스, 다이어트 및 약물과 같은 여러 장내 미생물군유전체 변조기는 장내 미생물군유전체 관련 건강 질환을 개량하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 빠르고 저렴한 선별 시스템은 이러한 장내 미생물군유전체 변조기의 효과를 예측할 수 없지만, 이 시스템은 특정 내정간섭이 궁극적으로 숙주 건강에 영향을 미칠 수 있는 창자 미생물군유전체에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 예측할 만큼 간단합니다. 이 프로토콜은 창자 미생물군유전체 변조기와 미생물및 숙주 건강에 미치는 영향을 조사하는 실험실에서 간단하고 저렴하며 실용적입니다.무균 및 혐기성 조건의 유지 보수는이 실험에 매우 중요합니다. 또한 배설물 표본은 수집 시 즉시 새롭게 사용해야 합니다. 그렇지 않으면 실험이 나중에 계획되면 주변 온도와 공기에 노출되지 않고 수집 시 즉시 마이너스 80에 샘플을 저장해야합니다.aliquot 준비 및 파이펫 팅 중 정확도를 처리하는 것도 정확성과 재현성을 유지하는 데 중요합니다. 낮에는 12시간 미만이 소요됩니다. 24시간 안에 샘플을 필요로 하는 경우 하룻밤 사이에 문화를 구축할 수 있습니다.그런 다음, 짧은 사슬 지방산과 미생물군유전체 결정의 뒤를 따랐다. 이 과정은 두 위대한 유니 학생에 의해 입증 될 것이다, 쇼코 아마디와 라비나 마날리 내 실험실에서. 연기 후드 아래 발효 매체를 준비하려면 자석 혼합물의 시약 병에, 혼합 용액 A, 용액 B, 미량 미네랄 용액, 수용성 비타민 용액, 엽산 비오틴 용액, 리보플라빈 용액, 헤민 용액, 짧은 사슬 지방산 믹스 및 레사쥐린.그런 다음 병 효모 추출물, 탄산 나트륨, 시스테인 염산염 모노 하이드레이트 및 트립티케이스에 넣습니다. 증류수 296.1 밀리리터를 추가하고, 일반 염산염 또는 수산화 나트륨으로 pH를 조정하여 약 7.0이 되도록 합니다. 비커를 무균 워크스테이션으로 옮기고, 0.22 마이크로미터의 모공 크기가 있는 진공 필터를 사용하여 멸균을 위해 미디어를 필터링합니다.1리터 혐기성 희석 액액을 준비하려면 염화 나트륨 5그램, 포도당 2그램, 이온화 물에 시스테인 염산염 모노하이드레이트 0.3그램을 녹입니다. 시약 병을 섭씨 121.1도에서 15분간 오토클레이브하고 혐기성 챔버 안에 보관합니다. 발효 실험이 시작되기 전에 혐기성 챔버 내부의 발효 실험에 필요한 모든 재료, 솔루션 및 도구를 최소 48시간 동안 유지하여 잔류산소가 제거되도록 합니다.발효 실험 전에 적어도 24 시간, 무게 300 이눌린의 밀리 그램, 그리고 50 밀리 리터 튜브로 전송, 다음 혐기성 챔버 내부에 배치됩니다. 26 밀리리터의 멸균 발효 매체를 튜브에 넣고 소용돌이를 섞어 넣습니다. 약 24시간 동안 섬유질을 수분하게 하십시오.발효 실험의 날은 대변 접종을 준비합니다. 첫째, 50 밀리리터 원모 튜브에 신선한 배설물 샘플 5 그램의 무게를 측정합니다. 튜브에 혐기성 희석 용액을 추가하여 최종 50 밀리리터에 도달합니다.15 분 동안 또는 완전히 균질화 될 때까지 소용돌이. 혐기성 챔버 내부의 섭씨 37도에서 접종 된 튜브를 유지하고 섬유와 접종을 다시 중단하기 위해 매 시간마다 부드럽게 반전하십시오. 3, 6, 9 또는 24 시간 후에, 발효 된 매체의 적당한 양을 꺼내고, 4섭씨에서 10 분 동안 14, 000 배 g에서 샘플을 원심 분리합니다.즉시 액체 질소에 상체와 펠릿을 동결, 다음 스냅 동결 후, 짧은 사슬 지방산 분석을위한 상체를 저장하고, 미생물군유전체 분석을위한 펠릿, 영하 80섭씨. 이 프로토콜은 특정 프리바이오틱의 효과를 입증하는 데 사용됩니다. 건강한 인간 과목의 대변은 이눌린으로 치료한 후 9시간 동안 비교적 안정된 pH를 보였으며 24시간 후에 극적으로 떨어졌습니다.이눌린의 접종은 비처리 배설물 미생물 배양과 비교하여 이눌린 처리된 대변 시편에서 짧은 사슬 지방산 및 젖산의 수준을 현저히 증가시켰습니다. 주요 좌표 분석은 이눌린 처리및 처리되지 않은 견본 사이 베타 다양성의 가중 및 무가중치 UniFrac 측정에 다른 microbiota 조성물을 보여줍니다. PD 전체 나무, 종 풍부함, 운영 분류학 단위, 종 균등뿐만 아니라 주요 필라와 제네라의 상대적 풍부를 통해 알파 다양성 대 물리 유전 적 다양성의 지수는 모두 이눌린 처리 및 치료되지 않은 샘플 사이의 다른 장 내 미생물 을 제시한다.16S 서열의 선형 차별 효과 크기 분석에서 파생된 분류학 클라도그램은 다양한 샘플 그룹 간의 차별화된 풍부한 taxa를 나타낸다. 모든 단계를 신중하게 따르십시오. 가장 중요한 것은 엄격한 무균 및 혐기성 조건을 유지하는 것입니다.상체 및 실험에서 섬유에 기반한 발효의 결과로 단락 지방산 수준 변화를 치료하는 데 사용할 수 있다. 추가적으로, 펠릿내는 장내 미생물군유전체 조성물의 변화를 분석하는 데 사용될 수 있다. 문화 매체를 만드는 데 사용되는 일부 화학 물질은 잠재적으로 위험합니다.MSDS 시트를 기재해 그에 따라 주의하십시오.

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

An In vitro Model to Study Heterogeneity of Human Macrophage Differentiation and Polarization

An In vitro Model to Study Heterogeneity of Human Macrophage Differentiation and Polarization

<em&gt; 체외</em인간 대식 세포의 분화와 양극화의 이질성을 연구&gt; 모델

Monocyte-derived macrophages represent an important cell type of the innate immune system. Mouse models studying macrophage biology suffer from the ...

연구

면역학 및 감염병학

An In vitro Model to Study Immune Responses of Human Peripheral Blood Mononuclear Cells to Human Respiratory Syncytial Virus Infection

An In vitro Model to Study Immune Responses of Human Peripheral Blood Mononuclear Cells to Human Respiratory Syncytial Virus Infection

Human respiratory syncytial  virus (HRSV) infections present a broad spectrum of disease severity, ranging  from mild infections to life-threatening ...

Investigating the Effects of Probiotics on Pneumococcal Colonization Using an In Vitro Adherence Assay

Investigating the Effects of Probiotics on Pneumococcal Colonization Using an In Vitro Adherence Assay

를 사용하여 폐렴 구균 식민지에서 생균제의 효과를 조사<em&gt; 체외</em&gt; 준수의 분석

Adherence of Streptococcus pneumoniae (the pneumococcus) to the epithelial lining of the nasopharynx can result in colonization and is considered a ...

An In Vitro Model for Measuring Immune Responses to Malaria in the Context of HIV Co-infection

An In Vitro Model for Measuring Immune Responses to Malaria in the Context of HIV Co-infection

<em&gt; 체외</em&gt; HIV 공동 감염의 맥락에서 말라리아에 면역 반응을 측정하기위한 모델

Malaria and HIV co-infection is a growing health priority. However, most research on malaria or HIV currently focuses on each infection individually. ...

An In Vitro Model of the Blood-brain Barrier Using Impedance Spectroscopy: A Focus on T Cell-endothelial Cell Interaction

An In Vitro Model of the Blood-brain Barrier Using Impedance Spectroscopy: A Focus on T Cell-endothelial Cell Interaction

<em&gt; 체외</em&gt; 임피던스 분광학을 사용하여 혈액 - 뇌 장벽 모델 : T 세포 - 내피 세포 상호 작용에 초점

Breakdown of the blood-brain barrier (BBB) is a critical step in the development of autoimmune diseases such as multiple sclerosis (MS) and its animal ...

Visualizing the Effects of Sputum on Biofilm Development Using a Chambered Coverglass Model

챔버의 coverglass 모델을 사용하여 바이오 필름 개발에 객담의 효과를 시각화

Biofilms consist of groups of bacteria encased in a self-secreted matrix. They play an important role in industrial contamination as well as in the ...

Analysis of Lymphocyte Extravasation Using an In Vitro Model of the Human Blood-brain Barrier

Analysis of Lymphocyte Extravasation Using an In Vitro Model of the Human Blood-brain Barrier

를 사용하여 림프구 혈관 외로 유출 분석<em&gt; 체외</em&gt; 인간의 혈액 - 뇌 장벽의 모델

Lymphocyte extravasation into the central nervous system (CNS) is critical for immune surveillance. Disease-related alterations of lymphocyte ...

Overexpression and Purification of Human Cis-prenyltransferase in Escherichia coli

Overexpression and Purification of Human Cis-prenyltransferase in Escherichia coli

인간의 과발현과 정제<em&gt; 시스</em&gt; - 프레 닐 트랜스퍼 라제<em&gt; 대장균</em

Prenyltransferases (PT) are a group of enzymes that catalyze chain elongation of allylic diphosphate using isopentenyl diphosphate (IPP) via multiple ...

Effects of Taste Signaling Protein Abolishment on Gut Inflammation in an Inflammatory Bowel Disease Mouse Model

선 동적인 장 질병 마우스 모델에서 창 자 염증 단백질 폐지를 신호 하는 맛의 효과

Inflammatory bowel disease (IBD) is one of the immune-related gastrointestinal disorders, including ulcerative colitis and Crohn's disease, that affects ...

Analysis of Interactions between Endobiotics and Human Gut Microbiota Using In Vitro Bath Fermentation Systems

체외 목욕 발효 시스템을 사용하여 내분비병제와 인간 장내 미생물 간의 상호 작용 분석

Human intestinal microorganisms have recently become an important target of research in promoting human health and preventing diseases. Consequently, ...