Name: analysis of interactions between endobiotics and human gut microbiota using in vitro bath fermentation systems
Uploaded: 2019-08-23T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Analysis of Interactions between Endobiotics and Human Gut Microbiota Using In Vitro Bath Fermentation Systems at JoVE.com

이 연구는 중국 국립자연과학재단(31741109호), 후난자연과학재단(2018JJ3200호), 후난대학교 과학공학부 에서 의뢰한 특성분야 조성 프로그램이다. 이 원고를 준비하는 동안 LetPub (www.letpub.com)의 언어 적 지원에 감사드립니다.

이 프로토콜은 후난 과학 공학 대학 (후난, 중국) 및 절강 공샹 대학 (절강, 중국)의 윤리위원회의 지침을 따릅니다.
1. 박테리아의 준비
<ol><li>비피도박테리움 배지 국물의 제조<ol>
<li>950 mL의 증류수에 다음 구성 요소를 결합하십시오 : 고기 추출물, 5 g / L; 효모 추출물, 5 g / L; 카제인 펩톤, 10 g/L; 콩톤, 5 g / L; 포도당, 10 g/L; K2HPO4,2.04 g/L; MgSO4·7H 2O, 0.22 g/...

<ol>
	<li>Maarten, V. D. G., Blotti&#232;re Herv&#233;, M., Dor&#233;, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Humans+as+holobionts:+implications+for+prevention+and+therapy.">Humans as holobionts: implications for prevention and therapy.</a> Microbiome. 6 (1), 81 (2018).</li><li>Allen, A. P., Dinan, T. G., Clarke, 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=A+psychology+of+the+human+brain-gut-microbiome+axis.">A psychology of the human brain-gut-microbiome axis.</a> Social and Personality Psychology Compass. 11 (4), e12309 (2017).</li><li>Arora, T., B&#228;ckhed, F. <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+metabolic+disease:+current+understanding+and+future+perspectives.">The gut microbiota and metabolic disease: current understanding and future perspectives.</a> Journal of Internal Medicine. 280, 39-349 (2016).</li><li>Maurice, C., Haiser, H., Turnbaugh, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Xenobiotics+shape+the+physiology+and+gene+expression+of+the+active+human+gut+microbiome.">Xenobiotics shape the physiology and gene expression of the active human gut microbiome.</a> Cell. 152 (1-2), 39-50 (2013).</li><li>Carmody, R. N., Turnbaugh, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Host-microbial+interactions+in+the+metabolism+of+therapeutic+and+diet-derived+xenobiotics.">Host-microbial interactions in the metabolism of therapeutic and diet-derived xenobiotics.</a> Journal of Clinical Investigation. 124 (10), 4173-4181 (2014).</li><li>Lu, K., Mahbub, R., Fox, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Xenobiotics:+interaction+with+the+intestinal+microflora.">Xenobiotics: interaction with the intestinal microflora.</a> ILAR Journal. 56 (2), 218-227 (2015).</li><li>Taguer, M., Maurice, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+complex+interplay+of+diet,+xenobiotics,+and+microbial+metabolism+in+the+gut:+implications+for+clinical+outcomes.">The complex interplay of diet, xenobiotics, and microbial metabolism in the gut: implications for clinical outcomes.</a> Clinical Pharmacology &amp; Therapeutics. 99 (6), 588-599 (2016).</li><li>Anubhav, D., Meenakshi, S., Shankar, G. T., Mande, S. S., Wilson, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Xenobiotic+metabolism+and+gut+microbiomes.">Xenobiotic metabolism and gut microbiomes.</a> PLoS One. 11 (10), e0163099 (2016).</li><li>Koppel, N., Rekdal, V. M., Balskus, E. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+transformation+of+xenobiotics+by+the+human+gut+microbiota.">Chemical transformation of xenobiotics by the human gut microbiota.</a> Science. 356 (6344), 1246-1257 (2017).</li><li>Hidalgo-Cantabrana, C., 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=Genomic+overview+and+biological+functions+of+exopolysaccharide+biosynthesis+in+Bifidobacterium+spp.">Genomic overview and biological functions of exopolysaccharide biosynthesis in Bifidobacterium spp.</a> Applied and Environmental Microbiology. 80 (1), 9-18 (2014).</li><li>Liu, 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=Effects+of+bifidobacteria-produced+exopolysaccharides+on+human+gut+microbiota+in+vitro.">Effects of bifidobacteria-produced exopolysaccharides on human gut microbiota in vitro.</a> Applied Microbiology and Biotechnology. , 1-10 (2018).</li><li>Tang, 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+microbial+profile+is+altered+in+primary+biliary+cholangitis+and+partially+restored+after+UDCA+therapy.">Gut microbial profile is altered in primary biliary cholangitis and partially restored after UDCA therapy.</a> Gut. 67 (3), 534-541 (2018).</li><li>Kuczynski, 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=Using+QIIME+to+analyze+16S+rRNA+gene+sequences+from+microbial+communities.">Using QIIME to analyze 16S rRNA gene sequences from microbial communities.</a> Current Protocols in Microbiology. 27 (1), 1-28 (2012).</li><li>Hiltemann, S. D., Boers, S. A., van der Spek, P. J., Jansen, R., Hays, J. P., Stubbs, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Galaxy+mothur+Toolset+(GmT):+a+user-friendly+application+for+16S+rRNA+gene+sequencing+analysis+using+mothur.">Galaxy mothur Toolset (GmT): a user-friendly application for 16S rRNA gene sequencing analysis using mothur.</a> GigaScience. , (2018).</li><li>Wang, Q., Garrity, G. M., Tiedje, J. M., Cole, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Na&#239;ve+Bayesian+classifier+for+rapid+assignment+of+rRNA+sequences+into+the+new+bacterial+taxonomy.">Na&#239;ve Bayesian classifier for rapid assignment of rRNA sequences into the new bacterial taxonomy.</a> Applied and Environmental Microbiology. 73 (16), 5261-5267 (2007).</li><li>Schloss, P. D., 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=Introducing+mothur:+open-source,+platform-independent,+community-supported+software+for+describing+and+comparing+microbial+communities.">Introducing mothur: open-source, platform-independent, community-supported software for describing and comparing microbial communities.</a> Applied and Environmental Microbiology. 75 (23), 7537-7541 (2009).</li><li>Bai, 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=Comparative+study+on+the+in+vitro+effects+of+pseudomonas+aeruginosa+and+seaweed+alginates+on+human+gut+microbiota.">Comparative study on the in vitro effects of pseudomonas aeruginosa and seaweed alginates on human gut microbiota.</a> Plos One. 12 (2), e0171576 (2017).</li><li>Zhang, Z., Xie, J., Zhang, F., Linhardt, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thin-layer+chromatography+for+the+analysis+of+glycosaminoglycan+oligosaccharides.">Thin-layer chromatography for the analysis of glycosaminoglycan oligosaccharides.</a> Analytical Biochemistry. 371, 118-120 (2007).</li><li>Simon, J. C., Marchesi, J. R., Mougel, C., Selosse, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Host-microbiota+interactions:+from+holobiont+theory+to+analysis.">Host-microbiota interactions: from holobiont theory to analysis.</a> Microbiome. 7 (5), (2019).</li><li>Postler, T. S., Ghosh, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+the+Holobiont:+how+microbial+metabolites+affect+human+health+and+shape+the+immune+system.">Understanding the Holobiont: how microbial metabolites affect human health and shape the immune system.</a> Cell Metabolism. 26 (1), 110-130 (2017).</li><li>Kramer, P., Bressan, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Humans+as+superorganisms:+how+microbes,+viruses,+imprinted+genes,+and+other+selfish+entities+shape+our+behavior.">Humans as superorganisms: how microbes, viruses, imprinted genes, and other selfish entities shape our behavior.</a> Perspectives on Psychological Science. 10 (4), 464-481 (2015).</li><li>Malfertheiner, P., Nardone, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gut+microbiota:+the+forgotten+organ.">Gut microbiota: the forgotten organ.</a> Digestive Diseases. 29 (6), (2011).</li><li>Andoh, A. <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+is+a+new+organ+in+our+body.">The gut microbiota is a new organ in our body.</a> The Japanese journal of Gastro-Enterology. 112 (11), 1939-1946 (2015).</li><li>Mika, A., Van, W. T., Gonz&#225;lez, A., Herrera, J. J., Knight, R., Fleshner, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exercise+is+more+effective+at+altering+gut+microbial+composition+and+producing+stable+changes+in+lean+mass+in+juvenile+versus+adult+male+f344+rats.">Exercise is more effective at altering gut microbial composition and producing stable changes in lean mass in juvenile versus adult male f344 rats.</a> PLoS One. 10 (5), e0125889 (2015).</li><li>Hugenholtz, F., de Vos, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+models+for+human+intestinal+microbiota+research:+a+critical+evaluation.">Mouse models for human intestinal microbiota research: a critical evaluation.</a> Cellular and Molecular Life Sciences. 75 (1), 149-160 (2018).</li><li>Takagi, 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=A+single-batch+fermentation+system+to+simulate+human+colonic+microbiota+for+high-throughput+evaluation+of+prebiotics.">A single-batch fermentation system to simulate human colonic microbiota for high-throughput evaluation of prebiotics.</a> PLoS One. 11 (8), e0160533 (2016).</li><li>Ning, T., Gong, X., Xie, L., Ma, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gut+microbiota+analysis+in+rats+with+methamphetamine-induced+conditioned+place+preference.">Gut microbiota analysis in rats with methamphetamine-induced conditioned place preference.</a> Frontiers in Microbiology. 8 (1), 1620 (2017).</li></ol>

지난 10년 동안 인간의 장내 미생물 구성과 활동을 이해하는 데 상당한 진전이 있었습니다. 이러한 연구의 결과로, 홀로비오온 개념은 인간과 그들의 창자 microbiota 사이와 같은 호스트와 관련미생물 군사회사이 상호 작용을 나타내는 19,20. 더욱이, 인간은 지금도 초고생물(21)으로 여겨지고 있으며, 여기서 장내 미생물은 인간22,...

창자 미생물은 인간의 창자 기능과 숙주 건강에 중요한 역할을 합니다. 따라서, 창자 미생물은 최근 질병 예방 및 치료1의중요한 표적이되었습니다. 또한, 창 자 박테리아 호스트 장 세포와 상호 작용 하 고 기본적인 호스트 프로세스를 조절, 신진 대사 활동을포함 하 여, 영양소 가용성, 면역 체계 변조, 심지어 뇌 기능 및 의사 결정 2,3 . Endobiotics 세균 성 구성 및 창 자 microbiota의 다양성에 영향을 미칠 상당한 잠재력을 가지고. 따라서, 내생작용제와 인간 장내 미생물 간의 상호작용은4,5,6,7,8,9.
생체 윤리 및 경제적 제약으로 인해 생체 내 내 생물 학 및 인간의 창 자 microbiota 사이의 상호 작용을 평가 하기 어렵다. 예를 들어, 내생작용제와 인간 장내 미생물 간의 상호작용을 조사하는 실험은 식품의약품안전청의 허가 없이는 수행할 수 없으며, 자원봉사자 모집은 비용이 많이 듭니다. 따라서 동물 모델은 종종 그러한 조사에 사용됩니다. 그러나, 동물 모델의 사용은 동물-대 인간 관련 지역 사회에서 상이한 미생물 조성물 및 다양성으로 인해 제한된다. 내생작용제와 인간 장내 미생물 간의 상호 작용을 탐구하는 대안체외 방법은 배치 배양 실험을 통해서이다.
외다당류(EPS)는 인간의 건강 유지에 크게 기여하는 프리바이오틱스(EPS)(10)이다. 상이한 단당류 조성물 및 구조로 구성된 뚜렷한 EPS는 뚜렷한 기능을 나타낼 수 있다. 이전 분석은 Bif EPS의 조성을 결정하였는데, 이는 현재 연구11에서표적화된 대표적인 xenobiotic이다. 그러나, 호스트 관련 신진 대사 효과 EPS 조성 및 다양성에 관한 고려 되지 않은.
여기에 설명된 프로토콜은 12명의 자원봉사자들로부터 Bif EPS를 발효시키기 위해 배설물 미생물을 사용합니다. 얇은 층 크로마토그래피 (TLC), 16S rRNA 유전자 높은 처리량 시퀀싱 및 가스 크로마토그래피 (GC)는 EPS와 인간 장 내 미생물 사이의 상호 작용을 조사하기 위해 조합하여 사용됩니다. 생체 내 실험에 비해이 프로토콜의 뚜렷한 장점은 그것의 낮은 비용과 호스트의 신진 대사에서 방해 효과의 회피. 또한, 설명된 프로토콜은 내생작용제와 인간 장내 미생물 간의 상호 작용을 조사하는 다른 연구에서 사용될 수 있다.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.22 &#181;m membrane filters</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>SLGP033RB</td>
			<td>Use to filter samples</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.4-mm Sieve</td>
			<td>Thermo Fischer</td>
			<td>308080-99-1</td>
			<td>Use to prepare human fecal samples</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5-bromo-4-chloro-3-indolyl &#946;-D-galactopyranoside (X-Gal)</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>X1010</td>
			<td>Use to prepare color plate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetic</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>71251</td>
			<td>Standard sample for SCFA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agar</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>YZ-1012214</td>
			<td>The component of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anaerobic chamber</td>
			<td>Electrotek&#160;</td>
			<td>AW 400SG</td>
			<td>Bacteria culture and fermentation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Autoclave</td>
			<td>SANYO</td>
			<td>MLS-3750</td>
			<td>Use to autoclave</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bacto soytone</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>70178</td>
			<td>The component of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Baking oven</td>
			<td>Shanghai Yiheng Scientific Instruments Co., Ltd</td>
			<td>DHG-9240A</td>
			<td>Use to heat and bake</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Beef Extract</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>G8270</td>
			<td>The component of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bifidobacterium longum Reuter</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>ATCC&#174; 51870&#8482;</td>
			<td>Bacteria</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bile Salts</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>YZ-1071304</td>
			<td>The component of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Butyric</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>19215</td>
			<td>Standard sample for SCFA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CaCl2</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>C7250</td>
			<td>Salt solution of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Capillary column</td>
			<td>SHIMADZU-GL</td>
			<td>InertCap FFAP (0.25 mm &#215; 30 m &#215; 0.25 &#956;m)</td>
			<td>Used to SCFA detection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Casein Peptone</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>39396</td>
			<td>The component of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>Sorvall ST 8</td>
			<td>Use for centrifugation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CoSO4.7H2O</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>C7490</td>
			<td>The component of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CuSO4.5H2O</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>203165</td>
			<td>The component of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cysteine-HCl</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>L1550</td>
			<td>The component of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>E7023</td>
			<td>Use to prepare vitamin K1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FeSO4.7H2O</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>YZ-111614</td>
			<td>The component of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Formic Acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>399388</td>
			<td>Used to TLC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gas chromatography</td>
			<td>Shimadzu Corporation</td>
			<td>GC-2010 Plus</td>
			<td>Used to SCFA detection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass beaker</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>FB10050</td>
			<td>Used for slurry preparation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>G8760</td>
			<td>The component of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Haemin</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>H8130</td>
			<td>The component of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HCl</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>30721</td>
			<td>Basic solution used to adjust the pH of the buffers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isobutyric</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>46935-U</td>
			<td>Standard sample for SCFA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isovaleric Acids</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>129542</td>
			<td>Standard sample for SCFA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>K2HPO4</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>D9880</td>
			<td>Salt solution of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KCl</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>P9921</td>
			<td>The component of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KH2PO4</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>P7392</td>
			<td>Salt solution of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LiCl.3H2O</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>C8380</td>
			<td>Use to prepare color plate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Meat Extract</td>
			<td>Sigma-Aldrich-Aldrich</td>
			<td>70164</td>
			<td>The component of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metaphosphoric Acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>B7350</td>
			<td>Standard sample for SCFA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgCl2.6H2O</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>M8160</td>
			<td>The component of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgSO4.7H2O</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>M8300</td>
			<td>Salt solution of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MISEQ</td>
			<td>Illumina</td>
			<td>MiSeq 300PE system</td>
			<td>DNA sequencing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MnSO4.H20</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>M8179</td>
			<td>Salt solution of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mupirocin</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>YZ-1448901</td>
			<td>Antibiotic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>YZ-100376</td>
			<td>Salt solution of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaHCO3</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>792519</td>
			<td>Salt solution of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NanoDrop ND-2000</td>
			<td>NanoDrop Technologies</td>
			<td>ND-2000</td>
			<td>Determine DNA concentrations</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaOH</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>30620</td>
			<td>Basic solution used to adjust the pH of the buffers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>n-butanol</td>
			<td>ChemSpider</td>
			<td>71-36-3</td>
			<td>Used to TLC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NiCl2</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>746460</td>
			<td>The component of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Orcinol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>447420</td>
			<td>Used to prepare orcinol reagents</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Propionic</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>94425</td>
			<td>Standard sample for SCFA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>QIAamp DNA Stool Mini Kit</td>
			<td>QIAGEN</td>
			<td>51504</td>
			<td>Extract bacterial genomic DNA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ready-to-use PBS powder</td>
			<td>Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd.</td>
			<td>A610100-0001</td>
			<td>Used to prepare the lipid suspension</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Resazurin</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>R8150</td>
			<td>Anaerobic Equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Speed Vacuum Concentrator</td>
			<td>LABCONCO</td>
			<td>CentriVap</td>
			<td>Use to prepare EPSs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Starch</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>YZ-140602</td>
			<td>Use to the carbon source</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sulfuric Acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>150692</td>
			<td>Used to prepare orcinol reagents</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T100 PCR</td>
			<td>BIO-RAD</td>
			<td>1861096</td>
			<td>PCR amplification</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TLC aluminium sheets</td>
			<td>MerckMillipore</td>
			<td>116835</td>
			<td>Used to TLC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypticase Peptone</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Z699209</td>
			<td>The component of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tryptone</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T7293</td>
			<td>The component of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tween 80</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>T8360</td>
			<td>Salt solution of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Valeric</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>75054</td>
			<td>Standard sample for SCFA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vitamin K1</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>V3501</td>
			<td>The component of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortex oscillator</td>
			<td>Scientific Industries</td>
			<td>Vortex.Genie2</td>
			<td>Use to vortexing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Yeast Extract</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Y1625</td>
			<td>The component of medium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ZnSO4.7H2O</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Z0251</td>
			<td>The component of medium</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

analysis of interactions between endobiotics and human gut microbiota using in vitro bath fermentation systems

인간의 장내 미생물은 최근 인간의 건강을 증진하고 질병을 예방하는 연구의 중요한 대상이되었습니다. 따라서, endobiotics 사이 상호 작용의 조사 (예를 들어, 마약과 prebiotics) 그리고 창 자 microbiota 중요 한 연구 주제가 되고있다. 그러나, 인간 자원 봉사자와 생체 내 실험은 생물 윤리 및 경제적 제약으로 인해 이러한 연구에 이상적이지 않습니다. 그 결과, 동물 모델은 생체 내에서 이러한 상호작용을 평가하는 데 사용되어 왔다. 그럼에도 불구 하 고, 동물 모델 연구는 여전히 생물 윤리 고려에 의해 제한 됩니다., 동물 대 인간에서 microbiota의 다른 조성및 다양 성 뿐만 아니라. 대체 연구 전략은 시험관내 내생생물학과 장내 미생물 간의 상호 작용을 평가할 수 있는 일괄 발효 실험의 사용입니다. 이러한 전략을 평가하기 위해, 비피도박테리아(Bif) 외다당류(EPS)를 대표적인 제노바이오틱으로 사용하였다. 그 후, Bif EPS와 인간 장내 미생물 간의 상호작용은 16S rRNA 유전자고 처리량 시퀀싱 및 가스 크로마토그래피와 같은 얇은 층 크로마토그래피(TLC), 세균 공동체 조성 분석과 같은 여러 가지 방법을 사용하여 조사되었습니다. 짧은 사슬 지방산 (SCFA)의. 여기에 제시된 프로토콜은 시험관 내 배치 발효 시스템을 사용하여 내생생물학과 인간 장내 미생물 간의 상호작용을 조사하는 프로토콜이다. 중요 한 것은, 이 프로토콜은 또한 다른 endobiotics와 창 자 microbiota 사이 일반적인 상호 작용을 조사 하기 위해 수정될 수 있습니다.

점막 EPS의 생산은 72 시간 동안 혐기성 배양 후 PYG 플레이트에 대한 B. longum 배양물에서 관찰 될 수있다 (도1A). 배양 스크레이프의 원심분리, 에탄올 침전 및 건조에 이어, 셀룰로오스유사 EPS의수집을 초래하였다(도 1B). 건조된 EPS 및 수용성 전분은 발효 배양용 탄소 공급원으로 사용되었습니다. TLC는 낮은 비용과 신속한 결과 턴어라운드로 인해 ?...

Watch this Scientific Journal Video about Analysis of Interactions between Endobiotics and Human Gut Microbiota Using In Vitro Bath Fermentation Systems at JoVE.com

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

여기서 설명된 프로토콜은 시험관 내 배치 발효 시스템을 사용하여 내생생물학과 인간 장내 미생물 간의 상호작용을 조사하는 프로토콜이다.

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

우리의 프로토콜은 인체 생물학과 인간 창자 microbiota 사이 상호 작용의 높은 처리량 그리고 급속한 검열을 위해 넓게 이용될 수 있습니다. 낮은 비용과 호스트의 신진 대사에서 간섭 효과의 회피. 이 절차는 진단에 사용될 가능성이 있습니다.첫째, BIF EPS를 용해하고 자기 교반기의 뜨거운 물에 개별적으로 전분을 녹여 리터 당 8 그램의 농도를 모두 만듭니다. 준비된 기본 배양 매체 VI에서 BIF EPS 솔루션 100밀리리터를 추가하여 배양 VI BIF 솔루션을 만듭니다. 배양 VI 전분 솔루션을 만들기 위해 전분 솔루션의 100 밀리리터를 추가합니다.탄소원으로 두 개의 미디어를 오토클레이브하고 탄소원이 없는 매체는 15분 동안 섭씨 121도에서 제어합니다. 실온으로 식히고 건초와 시스테인을 추가하십시오. 각 배지의 5밀리리터의 하위 샘플을 배양 튜브로 전송합니다.그리고 혐기성 인큐베이터에 보관하십시오. 나머지 미디어를 섭씨 4도에 저장합니다. 인간의 배설물 시료를 준비하기 위해 신선한 배설물 샘플 1그램을 0.1 의 어음 혐기성 PBS 10밀리리터로 유리 비커로 pH 7에 옮킨다.그런 다음 유리 막대를 사용하여 슬러리를 만드시게 합니다. 혐기성 챔버에서 필터링 된 배설물 슬러리의 500 마이크로 리터를 개별적으로 세 가지 준비 된 발효 매체에 추가하십시오. 그런 다음 섭씨 37도에서 배양하십시오.24 시간 48 시간 후에 혐기성 챔버에서 발효 시료 2 밀리리터를 수집하십시오. 그리고 챔버 외부원심분리기는 6000회 G로 3분간. 수퍼네이션을 다당증 분해 분석 및 짧은 사슬 지방산 측정에 사용할 새로운 원심분리기 튜브로 조심스럽게 전달합니다.원심 분리 펠릿을 섭씨 80도에 보관하십시오. 발효 된 슈퍼 나티츠의 0.2 마이크로 리터를 각 미리 코팅 된 실리카 젤 60 TLC 알루미늄 플레이트에 적재하고 확산됩니다. 그런 다음 뜨거운 공기가있는 헤어 드라이어를 사용하여 건조하십시오.샘플링된 플레이트의 한쪽 끝을 포믹산의 20 밀리리터에 담근다: n-butanol:물 용액은 전기포고가 거의 다른 쪽 끝까지 확장될 때까지 몇 분 동안 한다. 그런 다음 집게로 접시를 꺼내 헤어 드라이어로 말립니다. 그런 다음 오시놀 시약에 접시를 담그고 2 분간 염색합니다.다시 건조. 접시를 120°C의 베이킹 오븐에 옮기고 3분간 가열합니다. 그런 다음 TLC 대역을 측정하여 EPS의 분해를 평가하기 위해 접시의 사진을 찍습니다.SCFA 생산에 대한 EPS의 효과를 연구하려면 발효 된 수퍼나티1 밀리리터를 2 밀리리터 원심분리기 튜브에 추가하고 각 샘플에 메타포스포릭 산의 무게 /볼륨 퍼센트 25 밀리리터를 추가하십시오. 소용돌이가 솔루션을 철저히 혼합합니다. 혼합물을 13, 000배 G에서 20분간 원심분리합니다.한편, 튜브에 120 밀리머 아세스틱, 프로피오닉, 부티릭, 이소부티릭, 발릭 및 이소발성산의 용액을 준비한다. 그런 다음 25 중량/부피 퍼센트 메타포스포릭 산의 1.2 밀리리터를 포함하는 튜브에 각 준비된 산의 1 밀리리터를 추가합니다. 그리고 표준 칵테일로 가스 크로마토그래피 기기의 샘플 병에 로드합니다.원심분리기에서 튜브를 꺼내 서너너타지를 신선한 튜브로 옮기십시오. 0.22 미크론 필터가 장착된 주사기를 사용하여 기체 크로마토그래피 분석을 위해 수퍼네티츠를 새로운 튜브로 필터링합니다. 본 연구에서는, 점막 EPS의 생산은 72시간 동안 혐기성 인큐베이션 후 PYG 플레이트에 있는 bifidobacterium 긴 배양에서 관찰되었다.배양 스크랩의 원심 분리, 에탄올 침전 및 건조, 셀룰로오스 와 같은 EPS의 수집 결과. TLC 분석은 인간 대변 microbiota에 의하여 전분의 분해 비율이 BIF EPS의 그것 보다는 더 빠르다는 것을 밝혔습니다. 수석 좌표 분석은 배양 VI BIF와 배양 VI 전분 그룹이 서로 별도로 클러스터되어 EPS와 전분 가용성이 인간 배설물 세균 계를 차별화한다는 것을 나타냅니다.효과 크기에 대한 선형 차별 분석은 제네라 콜린젤라, 코로코커스, 파라박테로이드 및 진도균이 배양 VI 전분 샘플보다 배양 VI BIF 샘플에서 훨씬 더 풍부했다는 것을 나타낸다. 또한, GC 측정은 아세스틱, 프로피오닉, 이소부티릭, 부티릭, 이소발릭 및 발레산이 포함된 발효 배양에서 측정된 SCFA를 보여줍니다. 24시간 48시간 동안 발효한 후, 6개의 SCFA 농도 중 5개는 유사하고 배양 VI BIF, 배양 VI 전분 및 배양 VI 그룹 간에 통계적으로 다르지 않았다.그러나, 프로프리오닉산 농도는 48시간의 발효 후 배양 VI 전분 군보다 배양 VI BIF 군에서 상당히 높았다. 혐기성 조건하에서이 실험을 수행 한 다음 고정 된 샘플을 가능한 한 빨리 혐기성 인큐베이터로 옮기습니다. 일부 TLC 시약은 위험합니다.당신은 그들을 사용하는 주의해야한다.

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Human T Lymphocyte Isolation, Culture and Analysis of Migration In Vitro

Human T Lymphocyte Isolation, Culture and Analysis of Migration In Vitro

마이 그 레이션의 인간 T 림프구 분리, 문화 및 분석 체외에서</em

The migration of T lymphocytes involves the adhesive interaction of cell surface integrins with ligands expressed on other cells or with extracellular ...

연구

면역학 및 감염병학

Invasion of Human Cells by a Bacterial Pathogen

세균성 병원체에 의해 인간의 세포의 침략

Here we will describe how we study the invasion of human endothelial cells by bacterial pathogen Staphylococcus aureus . The general protocol can be ...

A Novel In vitro Model for Studying the Interactions Between Human Whole Blood and Endothelium

A Novel In vitro Model for Studying the Interactions Between Human Whole Blood and Endothelium

소설<em&gt; 시험관</em&gt; 인간의 전체 혈액과 내피 세포 사이의 상호 작용 유학을위한 모델

The majority of all known diseases are accompanied by disorders of the cardiovascular system. Studies into the complexity of the interacting pathways ...

A New Method for Qualitative Multi-scale Analysis of Bacterial Biofilms on Filamentous Fungal Colonies Using Confocal and Electron Microscopy

새로운 방법 사상 진균 식민지에 세균 바이오 필름의 질적 다중 스케일 분석을 위해 사용 공 촛점 및 전자 현미경

Bacterial biofilms frequently form on fungal surfaces and can be involved in numerous bacterial-fungal interaction processes, such as metabolic ...

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 ...

In Vitro Methods for Comparing Target Binding and CDC Induction Between Therapeutic Antibodies: Applications in Biosimilarity Analysis

In Vitro Methods for Comparing Target Binding and CDC Induction Between Therapeutic Antibodies: Applications in Biosimilarity Analysis

체외 방법에서 대상 바인딩 및 치료 항체 사이 CDC 유도 비교 : 응용 프로그램 생물학적 동등성 분석에

Therapeutic monoclonal antibodies (mAbs) are relevant to the treatment of different pathologies, including cancers. The development of biosimilar mAbs by ...

Human Colonoid Monolayers to Study Interactions Between Pathogens, Commensals, and Host Intestinal Epithelium

병원 균, 공생, 그리고 호스트 창 자 상피 사이 상호 작용을 공부 하는 인간 Colonoid Monolayers

Human 3-dimensional (3D) enteroid or colonoid cultures derived from crypt base stem cells are currently the most advanced ex vivo model of the intestinal ...

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

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 ...

Coincubation Assay for Quantifying Competitive Interactions between Vibrio fischeri Isolates

Coincubation Assay for Quantifying Competitive Interactions between Vibrio fischeri Isolates

비브리오 피셔리 분리 사이의 경쟁 적 상호 작용을 정량화하기위한 동전 분석

This manuscript describes a culture-based, coincubation assay for detecting and characterizing competitive interactions between two bacterial populations. ...

Analysis of Group IV Viral SSHHPS Using In Vitro and In Silico Methods

시험관 내 및 실리코 방법을 사용한 그룹 IV 바이러스 성 SSHHPS 분석

Alphaviral enzymes are synthesized in a single polypeptide. The nonstructural polyprotein (nsP) is processed by its nsP2 cysteine protease to produce ...