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

Yazarlar minnetle diyabet, obezite ve metabolizma ve klinik ve translasyonel Bilim Merkezi, uyandırma orman Okulu tıp, Bölüm Savunma Fonu (Grant numarası: W81XWH-18-1-0118) için merkezi 'nden fon desteği kabul Kardiyovasküler tıp Kermit Glenn Phillips II koltuğu; Ulusal Sağlık Enstitüleri Claude D. Pepper eski Amerikalılar Merkezi (P30AG12232 tarafından finanse) finanse; R01AG18915; R01DK114224 ve klinik ve translasyonel Bilim Merkezi (klinik araştırma birimi, UL1TR001420 tarafından finanse edilen), aynı zamanda minnetle kabul edilir. Biz de dışkı örnekleri sağlamak için gönüllülere teşekkür ederiz, ve teknik için diğer laboratuar üyeleri bu deney sırasında yardımcı olur.

DIKKAT: uygun malzeme güvenliği veri sayfalarına başvurun ve uygun Biyogüvenlik seviyesi 2 (BSL-2) eğitimiyle ilgili talimatları ve yönergeleri izleyin. Standart Biyogüvenlik kurallarına göre tüm kültür adımlarını izleyin ve aseptik koşulları kullanarak bir BSL-2 kabine kullanın. Dahası, farklı modellerden ve insan konularından gelen dışkı numuneleri mikrobiyal kaynaklı hastalıkların yayılması riski olabilir. Hemen herhangi bir yaralanma ve enfeksiyon oluşumunda tıbbi yardım isteyin. Bun...

<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>

Burada sunulan in vitro dışkı Bulamaç fermantasyon modeli, farklı substratlar ve mikrobiyal suşları (örn. prebiyotik ve probiyotikler) etkileri yaklaşık olarak insan dışkı mikrobiota bileşimi üzerinde basit bir tek toplu model yanı sıra onun dışkı pH ve SCFAs seviyeleri açısından metabolik faaliyetler. Burada sunulan sonuçlar iniyanenin inokülasyon dışkı pH azaltır ve önemli ölçüde INULİN-tedavi dışkı mikrobiota kültürü ile karşılaştırıldığında iç-tedavisi dışkı numuned...

İnsan Mikrobiyota bakteri, antik, virüsler ve ökaryotik mikroplardan oluşan kompleks bir topluluktur1, insan vücudunun dahili ve dıştan olması. Son kanıtlar, obezite, diyabet dahil olmak üzere çeşitli insan hastalıklarında bağırsak Mikrobiyota ve bağırsak mikrobiyomu (mikropların ve genlerinin tüm koleksiyonu insan gastrointestinal sistem içinde bulunan) temel rolünü kurduk kardiyovasküler hastalıklar, ve kanser1,2,3. Ayrıca, bizim gut yaşayan mikroorganizmalar önemli ölçüde sağlığımızı etkileyen metabolitler geniş bir spektrum üretmek ve ayrıca çeşitli hastalıkların patofizyolojisi yanı sıra çeşitli metabolik fonksiyonlar katkıda bulunabilir4, 5. Bu bağırsak mikrobiyal nüfusun bileşimi ve fonksiyonunda anormal değişiklikler (perturbations) genellikle "gut dysbiosis" olarak adlandırılır. Dysbiosis genellikle ev sahibinin sağlıksız bir devlet ile ilişkilidir ve bu nedenle normal (homeostatik) mikrobiyal topluluktan ev sahibi sağlıklı bir kontrol durumu ile ilişkili ayırt edilebilir. Gut Mikrobiyom dysbiosis spesifik desenler genellikle çeşitli hastalıklarda bulunur1,2,3,6,7.
Sindirilmemiş gıda fermantasyon, özellikle fermente karbonhidratlar/lifler, gut Mikrobiyota tarafından sadece enerji verir değil, aynı zamanda kısa zincir yağ asitleri (scfas), lakdamak, formate, karbondioksit dahil olmak üzere farklı metabolitler üretir metan, hidrojen ve etanol6. Buna ek olarak, gut Mikrobiyota da folat gibi diğer biyoaktif maddelerin bir dizi üretir, biotin, trimethylamine-N-oksit, serotonin, triptofan, gama-aminobutirik asit, dopamin, norepinefrin, asetilkolin, histamin, desoksikolik asit, ve 4-etilfenil sülfat. Bu, öncelikle, çeşitli vücut süreçleri, metabolik fonksiyonlar ve epigenetik değişiklikler1,8,9katkıda ev sahibi mikrobe niş içinde içsel metabolik Cereyanlar kullanımı ile oluşur 10' a kadar. Ancak, bu tür mikrobiyal ürünlere yönelik çeşitli müdahalelerin etkileri, kolay, verimli ve tekrarlanabilir protokollerin olmaması nedeniyle belirsizliğini koruyor. İnsan bağırsak mikrobiota kompozisyon son derece karmaşık ve çeşitli ekosistem, ve dolayısıyla, insan sağlığı ve hastalık patolojisinde rolü hakkında birçok soru hala cevapsız kalır. Birçok ortak bağırsak Mikrobiyom modülatörlerinin etkileri (örn., probiyotikler, Prebiyotikler, antibiyotikler, dışkı nakli ve enfeksiyonlar) bağırsak mikrobiota bileşimi ve metabolik fonksiyonları büyük ölçüde zor kalır. Buna ek olarak, muayene ve bu etkilerini doğrulama in vivo zordur, özellikle çünkü bağırsak mikrobiota tarafından üretilen besin ve metabolitlerin çoğu emilir veya aynı anda ve hızlı bir şekilde bağırsakta bertaraf; Bu nedenle, bu metabolitlerin üretim, miktar ve işlenmesi ölçümü (örn., SCFAs) in vivo hala pratik bir zorluk kalır. Nitekim, hayvanlar ve insan konuları gibi fizyolojik modeller, bağırsak mikrobiyomunun rolünü belirlemek ve ana sağlık üzerindeki modülasyonu için kritik öneme sahiptir, ancak bu durum nedeniyle farklı Mikrobiyom modülatörlerinin büyük ölçekli taramaları için uygun olmayabilir. Etik, parasal veya zaman kısıtlamaları. Bu amaçla, in vitro ve/veya ex vivo modelleri, gut Mikrobiyota in vitro kültürü gibi ve daha sonra farklı Mikrobiyota modülatörler ile müdahale, zaman sunabilir ve para tasarrufu fırsatları ve dolayısıyla ön veya büyük ölçekli tarama için izin verebilir çeşitli bileşenler (probiyotikler gibi, Prebiyotikler, ve diğer girişimsel bileşikler) incelemek/dışkı mikrobiota çeşitlilik üzerindeki etkilerini tahmin, kompozisyon ve metabolik profiller. Gut mikrobiyomunun böyle in vitro ve ex vivo sistemlerini kullanan çalışmalar, ana sağlık ve hastalığa katkıda bulunan ana bilgisayar-Mikrobiyom etkileşimlerinin daha fazla anlayışını kolaylaştırabilir ve aynı zamanda mikrobiyomu hedefleyen yeni tedaviler bulmaya yol açabilir Ana sağlık iyileştirmek ve önlemek ve çeşitli hastalıklar tedavi1.
İn vitro gut Mikrobiyota kültür sistemleri gerçekten gerçek bağırsak koşullarını çoğaltmak olmasa da, birkaç laboratuar bazı ölçüde uygulanabilir bulundu ve başarıyla kullanılan bu tür modeller geliştirmek için çaba var farklı amaçlar. Son bağırsak modellerinden biri, mide, ince bağırsak ve kolon farklı bölgeleri de dahil olmak üzere tüm insan gastrointestinal sistemi taklit eden ınsan bağırsak mikrobiyal ekosisteminin simülatörüdür. Ancak, bu tür teknik karmaşık modeller dünya çapında diğer araştırma tesisleri için erişilebilir olmayabilir. Bu nedenle, Mikrobiyom modülatörleri ve bağırsak Mikrobiyota ve ana sağlık üzerindeki etkilerini okuyan laboratuvarlar için nispeten basit, uygun fiyatlı ve pratik yeni alternatif modellerin geliştirilmesi için kritik bir ihtiyaç hala vardır. Bu nedenle, bir in vitro kullanımı (veya ex vivo) dışkı Mikrobiyota kültür sistemi bu tür müdahalelerin etkilerini incelemek için yararlı olacaktır11,12. Özellikle, bağırsak mikrobiota çeşitlilik ve kompozisyon periyodik değişiklikler açısından mikrobiota fermantasyon kapasitesi üzerinde farklı prebiyotikler etkisi, dışkı pH ve SCFAs ve lakdamak dahil mikrobiyal metabolitlerin seviyeleri incelenebilir 13. burada, Mikrobiyom Modülatörün bir örneği olarak inulin (en yaygın olarak çalışılan prebiyotik bileşenlerden biri) kullanarak, bu basit ex vivo Mikrobiyota toplu kültür sisteminin bir adım-adım protokolü, tahmin etmek için kullanımını göstermek için açıklanmıştır Mikrobiyom modülatörleri ile müdahale aşağıdaki dışkı Mikrobiyota ve mikrobiyal metabolitleri değişiklikler.

<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

Çeşitli insan hastalıklarında bağırsak mikrobiyomunun gelişmekte olan rolü yeni araçlar, teknikler ve teknolojiler bir atılım gerektirir. Bu tür iyileştirmeler, insan sağlığı faydaları için Mikrobiyom modülatörlerin kullanımını deşifre etmek için gereklidir. Ancak, Mikrobiyom modülasyonunu doğrulamak ve ilgili sağlık avantajlarını tahmin etmek için modülatörlerin büyük ölçekli tarama ve optimizasyonu, çok sayıda hayvan ve/veya insan konularına ihtiyaç nedeniyle pratik olarak zor olabilir. Bu amaçla, in vitro veya ex vivo modeller Mikrobiyom modülatörlerin ön taramasına olanak verebilir. Burada, optimize edilmiş ve probiyotikler, prebiyotik ve diğer gıda maddeleri de dahil olmak üzere gut Mikrobiyom modülatörlerin çeşitli müdahalelerin etkilerini incelemek için kullanılabilecek bir ex vivo dışkı mikrobiota kültür sistemi göstermiştir, kenara Nutraceuticals ve ilaçlar, çeşitlilik ve insan bağırsak mikrobiota bileşimi üzerinde. INULİN, en yaygın olarak çalışan prebiyotik bileşikler ve Mikrobiyom modülatörlerinden biri, burada sağlıklı dışkı mikrobiota kompozisyon ve onun metabolik faaliyetleri üzerinde etkisini incelemek için bir örnek olarak kullanılır, dışkı pH ve organik asitlerin dışkı seviyeleri gibi lakdamak ve kısa zincir yağ asitleri (SCFAs) dahil. Protokol, farklı modülatörlerin dışkı mikrobiota profillerinde ve sağlık etkilerini tahmin etme konusundaki etkilerini tahmin etme amaçlı çalışmalar için yararlı olabilir.

Protokol belirli bir prebiyotik etkisini göstermek için kullanılır (yani, Mikrobiyota bileşimi ve metabolik faaliyetler üzerinde inulin dışkı pH değişiklikleri açısından ve lakdamak ve SCFAs konsantrasyonu sağlıklı insan konularının dışkı içinde İnulin ile tedavi aşağıdaki farklı zaman noktaları). Dışkı pH 'sı, lakdamak ve scfas 'ın dışkı seviyeleri (Şekil 1) ve Mikrobiyota bileşimi (Şekil 2</strong...

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

Bu protokol, insan dışkı Mikrobiyota bir in vitro toplu kültür fermantasyon sistemi açıklar, inulin kullanarak (iyi bilinen bir prebiyotik ve en yaygın olarak okudu Mikrobiyota Modulators) belirli etkileri tahmin bu sistemin kullanımını göstermek için dışkı mikrobiota kompozisyon ve metabolik faaliyetler üzerinde müdahaleler.

Bir In vitro Batch-kültür modeli ınsan dışkı microbiota üzerinde girişimsel rejimlerin etkilerini tahmin etmek

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

Çeşitli insan hastalıklarında bağırsak mikrobiyomu ortaya çıkan rolü göz önüne alındığında, probiyotikler gibi çeşitli bağırsak mikrobiyom modülatörleri, prebiyotikler, diyetler ve ilaçlar bağırsak mikrobiyom ilişkili sağlık rahatsızlıkları iyileştirilmesinde yardımcı olabilir. Ancak hiçbir hızlı ve uygun fiyatlı tarama sistemi gibi bağırsak mikrobiyom modülatörleri etkilerini tahmin etmek için kullanılabilir, ama bu sistem belirli müdahaleler sonuçta ev sahibi sağlığını etkileyebilir bağırsak mikrobiyomu etkileyebilir nasıl tahmin etmek için yeterince basittir. Bu protokol, bağırsak mikrobiyom modülatörlerini ve bunların mikrobiyota ve ev sahibi sağlığı üzerindeki etkilerini araştıran laboratuvarlar için basit, uygun fiyatlı ve pratiktir.Aseptik ve anaerobik koşulların bakımı bu deney için çok önemlidir. Ayrıca dışkı numunesi topunatıldıktan hemen sonra yeniden kullanılmalıdır. Aksi takdirde deney daha sonra planlanırsa, numune toplama sırasında ortam sıcaklığına ve havaya maruz kalmadan hemen eksi 80'de saklanmalıdır.Aliquot hazırlama ve pipetleme sırasında taşıma doğruluğu, doğruluğu ve tekrarlanabilirliğini korumak için de önemlidir. Gündüz 12 saatten az sürer. Örneklere 24 saat içinde ihtiyaç duyarlarsa bir gecede bir kültür oluşturabiliriz.Sonra, kısa zincirli yağ asitleri ve mikrobiyom tayini izledi. Bu süreç iki büyük uni öğrenci, Shokouh Ahmadi ve Rabina Mainali benim laboratuvar dan gösterilecek. Bir duman kaputu altında fermantasyon ortamı hazırlamak için, mıknatıs karışımı üzerinde bir reaktif şişede, mix çözeltisi A, çözelti B, iz mineral çözeltisi, suda çözünür vitamin çözeltisi, folat biotin çözeltisi, riboflavin solüsyonu, hemin çözeltisi, kısa zincirli yağ asidi karışımı ve rezazurin.Sonra şişe maya özü, sodyum karbonat, sistein hidroklorür monohidrat ve triptivaka ekleyin. 296,1 mililitre distile su ekleyin, pH'ı normal bir hidroklorür veya sodyum hidroksit le ayarlayarak 7,0 civarında olduğundan emin olun. Kabı bir aseptik iş istasyonuna aktarın ve sterilizasyon için ortamı filtrelemek için 0,22 mikrometre de gözenek boyutunda bir vakum filtresi kullanın.Bir litre anaerobik seyreltme çözeltisi hazırlamak için, iyonize suda beş gram sodyum klorür, iki gram glikoz ve 0,3 gram sistein hidroklorür monohidrat çözün. 121,1 santigrat derece 15 dakika kapağı ile reaktif şişe autoclave ve anaerobik oda içinde saklayın. Fermantasyon deneyi başlamadan önce, herhangi bir kalıntı oksijenin uzaklaştırılmasını sağlamak için fermantasyon deneyi için gerekli tüm malzemeleri, çözümleri ve araçları en az 48 saat boyunca anaerobik oda içinde saklayın.Fermantasyon deneyinden en az 24 saat önce, 300 miligram inülin ağırlığında ve 50 mililitrelik bir tüpe aktarın, bu da anaerobik odanın içine yerleştirilir. Tüpün içine 26 mililitre sterilfermantasyon ortamı ekleyin ve karıştırmak için girdap. Yaklaşık 24 saat boyunca lif hidrasyon sağlar.Fermantasyon deneygünü, dışkı inoculum hazırlamak. İlk olarak, 50 mililitrelik konik bir tüp içinde taze dışkı örneği beş gram tartın. 50 mililitrelik son bir hacme ulaşmak için tüpe anaerobik seyreltme çözeltisi ekleyin.Girdap 15 dakika, ya da tamamen homojenize olana kadar. Aşılanmış tüpleri anaerobik odanın içinde 37 derecede tutun ve lifleri ve inoculumu yeniden askıya almak için her saat başı hafifçe ters çevirin. Üç, altı, dokuz veya 24 saat sonra, fermente ortam uygun miktarda almak ve 14, 000 kez g dört derece santigrat 10 dakika için örnekleri santrifüj.Hemen sıvı azot supernatant ve pelet dondurma, sonra snap donma sonra, kısa zincirli yağ asitleri analizi için supernatant saklamak ve mikrobiyom analizi için pelet, eksi 80 santigrat derece. Bu protokol belirli bir prebiyotik etkisini göstermek için kullanılır. Sağlıklı insan deneklerin dışkı, inulin ile tedavi sonrasında, dokuz saat boyunca nispeten istikrarlı pH gösterdi, 24 saat sonra önemli ölçüde düştü.İnülin aşısı, inülin leziz dışkı örneğinde kısa zincirli yağ asitleri ve laktat düzeylerini önemli ölçüde artırmıştır. Ana koordinat analizi, inulin tedavi edilen ve tedavi edilmeyen numuneler arasında beta çeşitliliğinin ağırlıklı ve ağırlıksız UniFrac ölçülerine göre farklı mikrobiyota bileşimi gösterir. PD bütün ağaç, tür zenginliği, operasyonel taksonomik birimler, tür eşitliği, yanı sıra büyük phyla ve cins göreceli bolluk yoluyla filogenetik çeşitlilik karşı alfa çeşitliliği ve indeksler, tüm mevcut farklı bağırsak mikrobiyota imzaları inulin tedavi ve tedavi edilmemiş örnekler arasında.16S dizilerinin lineer ayrımcı etki boyutu analizinden elde edilen taksonomik cladogram, farklı örnek grupları arasındaki farklı lıkta bol taksonayı temsil eder. Tüm adımları dikkatle izleyin. En önemli şey sıkı aseptik ve anaerobik koşulları korumaktır.Supernatant ve deneyden liflerin fermantasyon sonucu kısa zincirli yağ asitleri düzeyi değişiklikleri tedavi etmek için kullanılabilir. Ayrıca, pelet bağırsak mikrobiyom bileşimi değişiklikleri analiz etmek için kullanılabilir. Kültür medyası yapımında kullanılan bazı kimyasallar potansiyel olarak tehlikelidir.Lütfen MSDS sayfasını inceleyin ve buna göre önlem alın.

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

Bir<em&gt; In vitro</emİnsan Makrofaj Farklılaşma ve Polarizasyon heterojenliği Eğitim için&gt; Model

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

İmmünoloji ve Enfeksiyon

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

Bir kullanma Pnömokok Kolonizasyon üzerinde Probiyotiklerin Etkileri incelenmesi<em&gt; In Vitro</em&gt; Yapışma Deneyi

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

Bir<em&gt; İn Vitro</em&gt; HIV Co-enfeksiyon Bağlamında Sıtma için Bağışıklık Yanıtları Ölçüm Modeli

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

bir<em&gt; İn Vitro</em&gt; Empedans Spektroskopisi kullanarak kan-beyin bariyerinin Model: T Hücre-endotelyal hücre Etkileşim Üzerine Bir Odak

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

Bir odacıklı coverglass Modeli Kullanılarak Biyofilm Kalkınma Sputum Etkilerinin görselleştirme

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

Bir kullanma Lenfosit Ekstravazasyonunun analizi<em&gt; İn Vitro</em&gt; İnsan Kan-beyin bariyeri Model

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

Aşırı Ezme ve İnsanın Saflaştırılması<em&gt; Cis</em&gt; -prenıltransferaz in<em&gt; Escherichia coli</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

Protein Halifeliğin bağırsak iltihabı bir iltihabi bağırsak hastalığı fare modeli üzerinde sinyal tat etkileri

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

In Vitro Bath Fermantasyon Sistemleri Kullanılarak Endobiyotikler ve İnsan Bağırsak Mikrobiyotları Arasındaki Etkileşimlerin Analizi

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