Summary
本文描述了一种使用体外批次发酵系统研究内生菌与人类肠道微生物群之间的相互作用的协议。
Abstract
人类肠道微生物已成为促进人类健康、预防疾病的重要研究对象。因此，研究内生菌（如药物和益生菌）与肠道微生物群之间的相互作用已成为一个重要的研究课题。然而，由于生物伦理学和经济限制，在体内与人类志愿者进行的实验对于此类研究来说并不理想。因此，动物模型被用来评估体内的这些相互作用。然而，动物模型研究仍然受到生物伦理学考虑的限制，此外，动物和人类的微生物群的组成和多样性也各不相同。另一种研究策略是使用批量发酵实验，允许评估体外生物和肠道微生物群之间的相互作用。为了评估这一策略，双歧杆菌（比夫）外聚糖（EPS）被用作具有代表性的异种生物。然后，利用薄层色谱（TLC）、16S rRNA基因高通量测序的细菌群落成分分析、气相色谱等多种方法，对Bif EPS与人类肠道微生物群的相互作用进行了研究。短链脂肪酸（SCFA）。这里介绍的是一个协议，研究内生菌和人类肠道微生物群之间的相互作用，使用体外批次发酵系统。重要的是，该协议也可以修改，以研究其他内生菌和肠道微生物群之间的一般相互作用。
Introduction
胃微生物群在人类肠道的功能和宿主健康中起着重要的作用。因此，肠道微生物群最近成为疾病预防和治疗的重要目标。此外，肠道细菌与宿主肠道细胞相互作用，调节基本宿主过程，包括代谢活动、营养利用、免疫系统调节，甚至大脑功能和决策2，3.内生菌具有影响肠道微生物群的细菌组成和多样性的巨大潜力。因此，内生菌和人类肠道微生物群之间的相互作用吸引了越来越多的研究关注4，5，6，7，8，9。
由于生物伦理学和经济限制，很难评估内生菌与体内人类肠道微生物群之间的相互作用。例如，未经美国食品和药物管理局许可，无法进行调查内生菌与人类肠道微生物群之间相互作用的实验，招募志愿者的成本很高。因此，动物模型经常用于此类调查。然而，由于动物与人类相关的社区成分不同，且多样性，动物模型的使用受到限制。探索内生菌与人类肠道微生物群相互作用的体外替代方法是利用批量培养实验。
外聚糖（EPS）是益生菌，对维持人类健康有重大贡献10。由不同的单糖组合物和结构组成的不同 EPS 可以表现出不同的功能。以前的分析已经确定了Bif EPS的组成，这是当前研究11中具有代表性的异种生物。然而，在EPS组成和多样性方面，没有考虑到宿主相关的代谢效应。
此处描述的协议使用来自 12 名志愿者的粪便微生物群来发酵 Bif EPS。然后，结合使用薄层色谱法 （TLC）、16S rRNA 基因高通量测序和气相色谱 （GC） 来研究 EPS 与人类肠道微生物群之间的相互作用。与体内实验相比，该协议的明显优点是成本低，避免了宿主新陈代谢的干扰作用。此外，所述协议可用于其他研究，研究内生菌和人类肠道微生物群之间的相互作用。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
本议定书遵循湖南科学与工程大学（中国湖南）和浙江公学（浙江，中国）伦理委员会的指导方针。
1. 细菌的制备
- 制备双歧杆菌中溴
- 在950 mL蒸馏水中结合以下成分：肉提取物，5 g/L;酵母提取物，5克/升;病例蛋白，10克/升;大豆，5克/升;葡萄糖，10克/升;K2HPO4， 2.04 g/L;MgSO4±7H2O，0.22 g/L;MnSO4.H20， 0.05 g/L;纳Cl，5克/升;补间 80，1 mL;盐溶液，40 mL（CaCl2.2H2O，0.25 g/L;KH2PO4， 1 g/L;NaHCO3， 10 g/L;纳Cl，2克/升）;和雷沙祖林，0.4 mL（2.5毫克/升）。使用 2 M NaOH 将 pH 调整到 6.8。
- 高压灭菌在121°C下15分钟，让肉汤在厌氧条件下冷却至室温（RT）（10% H2，10% CO 2，80% N2）。在介质中加入过滤灭菌的半胱氨酸-HCl（0.5克/升）和莫皮罗金（5毫克/升）。
- 在厌氧条件下，在厌氧条件下将一种无二分量（50 μL）冷冻双歧杆菌加到含有5 mL的双歧杆菌培养管中，然后在厌氧培养箱中培养24小时，在37°C下。
2. 制备双歧杆菌EPS
- PYG琼脂介质的制备
- 结合以下内容：肽，20 g/L;酵母提取物，10克/升;葡萄糖，5克/升;纳Cl， 0.08 g/L;CaCl2， 0.008 g/L;MgSO4±7H2O，0.008 g/L;K2HPO4， 0.04 g/L;KH2PO4， 0.04 g/L;NaHCO3， 0.4 g/L;12 g/L. 使用 10 M NaOH 将 pHH 调整为 7.2。
- 在121°C下高压灭菌介质15分钟，冷却至+50°C。然后，每1升培养基，加入0.5 mL的过滤灭菌维生素K1溶液（1克维生素K1溶解在99 mL的99%乙醇中），5 mL的血敏溶液（0.5克血明溶解在1 mL的1 mol/L NaOH中，然后带蒸馏水至100 mL，以及0.5克半胱氨酸-HCl。
- 在浇注 PYG 板之前，在介质中加入过滤灭菌的 5-bromo-4-氯-3-indolyl β-D-角蛋白（X-Gal，0.06 g/L）、LiCl®3H2O （5.7 g/L） 和木皮罗金 （5 mg/L）。
注：X-Gal 和 LiCl.3H2O 允许通过着色变化识别板上的B. 长膜菌落。
- 接种20μL的B.龙菌株（步骤1.2）到PYG板，并放置在厌氧培养箱在37°C72小时。
- 使用称重勺从 PYG 板收集粘液细菌菌落，然后使用涡旋振荡器完全悬浮在 10 mL 的磷酸盐缓冲盐水 （PBS） 中。
注：细菌和EPS混合物应通过涡旋或反复上下移液完全悬浮，直到纤维完全溶解在PBS中。 - 将悬架在 6，000 x g下离心 5 分钟。
- 小心地将上生子转移到新的离心管中，通过反复反转和混合，与三卷冷99%乙醇完全混合。
- 将混合物在 6，000 x g下离心 5 分钟，并完全去除上生子。
- 使用速度真空对 EPS 提取物进行刮擦和干燥，从离心管中取出沉淀物。
3. 发酵介质的制备
- 基本文化媒介六的准备
- 结合以下内容：肽，3 g/L;胰腺酮，3克/升;酵母提取物，4.5克/升;粘素，0.5 g/L;胆汁盐3号，0.4克/升;纳Cl，4.5克/升;KCl，2.5 克/升;MgCl2±6H2O，4.5 g/L;1 mL 补间 80;CaCl2.6H2O，0.2 g/L;KH2PO4， 0.4 g/L;MgSO4±7H2O，3.0 g/L;MnCl2+4H2O，0.32 g/L;FeSO4+7H2O，0.1 g/L;CoSO4±7H2O，0.18 g/L;CaCl2+2H2O，0.1 g/L;ZnSO4+7H2O，0.18 g/L;CuSO4±5H2O，0.01 g/L;和 NiCl2+6H2O，0.092 g/L. 使用 1 M HCl 将 pHH 调整为 6.5。
- 如第 2.1 节所述，准备血敏和半胱氨酸，并在高压灭菌和冷却后添加。
- 使用 VI 基介质准备包含不同碳源的培养基介质。在高压灭菌之前，向介质 VI 添加 8 g/L 的 Bif EPS 纤维，包括 VI_Bif 组。此外，将 8 克/L 淀粉添加到中等 VI 以表示 VI 组淀粉。最后，在不添加碳源的情况下使用中VI作为对照（第六组）。
注：Bif EPS和淀粉首先使用磁性搅拌器溶解在热水中，然后与制备的VI介质混合。 - 在 121°C 下对所有介质进行 15 分钟的高压灭菌，并冷却至 RT。
- 将每种介质的子样本（5 mL）转移到厌氧培养管中，并将剩余的介质储存在4°C。
4. 人类粪便样品制备
- 使用粪便容器从健康的成年人类志愿者那里收集新鲜排便后立即收集新鲜粪便样本，然后用于浆料制备。
注：在采集样本之前，应对所有志愿者进行筛查，以确保在捐赠样品前至少3个月内不会接受抗生素、益生菌或益生菌治疗。此外，所有捐助者必须提供知情的书面同意。 - 将新鲜粪便样品（1 g）转移到10 mL的0.1M厌氧PBS（pH 7.0）到玻璃烧杯中，然后用玻璃棒制备10%（w/v）浆料。
- 使用 0.4 mM 筛过滤粪便浆。然后，使用过滤过的浆料的子样本对批次培养发酵实验进行接种，并将剩余部分储存在-80°C以进行进一步分析。
注：步骤4.2~4.3在厌氧室中执行。
5. 体外批次发酵
- 将过滤后的粪便浆（500μL）加入在厌氧室中步骤3.2中制备的发酵培养基，然后在37°C下孵育。
- 在厌氧室中以24小时和48小时收集2 mL的发酵样品，然后在6000 x g下在腔外离心3分钟。
- 小心地将上生子转移到新的离心管中，用于多糖降解分析和短链脂肪酸 （SCFA） 测量。
- 将离心颗粒储存在-80°C，随后用于细菌基因组DNA提取。
6. 人类粪便微生物群的EPS降解
- 将 0.2 μL 的发酵上生子加载到预涂覆的硅胶-60 TLC 铝板上，然后用干燥剂干燥。
- 在 20 mL 的甲酸/n-丁醇/水 （6：4：1， v：v：v：v） 溶液中开发板，并使用干燥剂干燥。
- 将板浸泡在orinol试剂中进行染色，然后用干燥剂干燥。
- 通过在25 mL蒸馏水中溶解900毫克的液化醇试剂，然后加入375 mL的乙醇，制备orcinol试剂。随后，应缓慢加入浓缩硫酸，将溶液彻底混合。
- 在烤炉中加热120°C3分钟，通过测量TLC带评估EPS的降解。
7. EPS对人体肠道微生物群的影响
- 冷冻解冻步骤 4.3 中制备的原始粪便样本和步骤 5.4 中制备的发酵样品。
- 按照制造商的说明，使用粪便细菌基因组DNA提取试剂盒从所有样品中提取细菌基因组DNA（gDNA）。
- 使用微分光光度计和琼脂凝胶电泳测定DNA浓度、整合度和尺寸分布。
- 使用前面描述的正向和反向引物12从提取的 gDNA 中处理细菌 16S rRNA 基因的 PCR：
-前导引（条形码底漆338F）：ACTCCTACAGGGAGCA
-反向引物 （806R）： GGACTACHVGGGWTCTAT
使用以下热循环器条件：- 94 °C 5 分钟
- 94 °C，30 s。
- 55 °C，30 s。
- 72 °C 1 分钟
- 对 35 个循环重复 2⁄4
- 72 °C 5 分钟
- 4°C 保持，直到从热循环器中拆下。
- 使用超高通量微生物群落分析，在DNA测序公司进行PCR产品的高通量测序。
- 使用微生物生态学定量洞察 （QIIME） 序列分析管道13获得干净、高质量的序列。
- 使用生物信息学工具（如 Mothur 软件套件14）为大于 97% 的核苷酸相似性的 16S rRNA 基因序列定义操作分类单位 （ONU）。
- 从每个 OTU 中选择一个代表性序列，并使用 RDP 分类器以及 SILVA 分类数据库对代表性序列15进行分类。
- 使用生物信息学工具16计算Good的覆盖率、阿尔法多样性指标（包括辛普森和香农指数）和丰富度（观察到的OTUS数量）。
8. 人肠道微生物群EPS对SCFA生产的影响
- 加入步骤5.3至2 mL离心管中制备的发酵上生子（1 mL）。
- 在每个样品中加入0.2 mL的25%（w/v）元磷酸，并通过涡旋彻底混合溶液。
- 将混合物在13，000 x g下离心20分钟，并将上生子转移到新鲜管中。
- 同时，制备120 mM醋酸、丙酮、丁基、异丁基、瓦列克和异黄酸的溶液。然后，将每剂酸的1mL加入1.2 mL的25%（w/v）元磷酸，并作为标准鸡尾酒使用。
- 使用 0.22 μM 膜过滤样品。
- 根据前面描述的协议11，17，使用高性能气相色谱检测SCFA浓度。
注： InertCap FFAP 列 （0.25 mM x 30 m x 0.25 μM） 用于气相色谱 （GC）。然后，使用 GC 解决方案软件包中的单点内部标准方法，根据峰值区域对 SCFA 浓度进行量化。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
在厌氧孵育72小时后，在PYG板上的B.长膜培养中观察到粘膜EPS的产生（图1A）。培养物的离心，随后是乙醇沉淀和干燥，导致纤维素样EPS的收集（图1B）。干燥EPS和可溶性淀粉然后用作发酵培养的碳源。TLC因其成本低、结果周转快而用于寡糖分离和纯度分析。虽然人类粪便微生物群淀粉的降解速度比Bif EPS快（图2），但一些EPS接种样品的Bif EPS降解率却清晰可见。
然后通过16S rRNA基因高通量测序和主坐标分析（PCoA）进行群落组成分析，以研究Bif EPS对人体肠道微生物群的影响。在PCoA分析（图3A）中，来自VI_Bif和VI_Starch群的样本彼此分开聚集，表明EPS和淀粉的可用性不同地塑造了人类粪便细菌群落。线性鉴别性分析效应大小（LEfSe）进一步用于区分VI_Bif和VI_Starch处理之间不同的特定细菌分类。在VI_Bif样本中，柯林球菌、科莫球菌、寄生虫球菌和红毒杆菌比VI_Starch样本（图3B）的丰产显著多。此外，还对若干SCF进行了GC测量，以评估在添加不同碳源后的产量。从发酵培养物中测量的SCFA包括醋酸、丙酮、异丁基、丁酸、异质酸和瓦列克酸。发酵24小时和48小时后，上述6种SCFA浓度中的5种在治疗中相似，在VI_Bif、VI_Starch和VI组之间在统计学上没有差异。然而，VI_Bif组中的丙酸浓度明显高于VI_Starch组（图4）。
图1：B.长隆姆生产的EPS。
冷冻B. 龙根在双歧杆菌中培养汤中恢复，然后条纹到 PYG 板上，随后在 37°C 下进行厌氧孵育，为 72 小时 （A ）。细菌培养物产生的EPS从板培养物中刮出，使用乙醇沉淀，并使用速度真空（B ）过夜干燥。请点击此处查看此图的较大版本。
图2：人体肠道微生物群体体体外EPS和淀粉降解的TLC分析。
对在24小时和48小时从在厌氧条件下生长的每个发酵培养物中采集的0.2 μL样品进行TLC分析。VI、VI_Starch和VI_Bif分别指示VI介质、VI介质+淀粉补充剂和VI介质+EPS补充剂。数字1-12表示来自12名志愿者的粪便细菌样本，这些志愿者用于接种发酵实验。对照组代表无需额外碳补充剂的治疗。这个数字是从殷等人修改的。11.请点击此处查看此图的较大版本。
图3：Bif EPS可用性对人类肠道微生物群落的影响。
（A） 基于未加权 UniFrac 指标的肠道微生物群落成分差异的 PCoA 图。（B） 在治疗组中差异丰富的细菌分类分析。p < 0.05 的截止用于评估组间细菌分类差异的统计意义。Ori表示志愿者粪便样本的肠道微生物群。VI_Bif和VI_Starch分别使用VI介质，将EPS和淀粉作为碳基质，分别指示发酵样品中的肠道微生物群。VI代表对照组，在VI培养中用肠道微生物群接种发酵，而不补充其他碳水化合物。这个数字是从殷等人修改的。11请点击此处查看此图的较大版本。
图4：发酵24小时和48小时后EPS可用性对SCFA生产的影响。
使用气相色谱法检测出醋酸、丙酮、异丁基、丁基、异质酸和瓦列克酸。VI_Bif、VI_Starch 和 VI 分别指示使用 VI 介质 + EPS、VI 介质 + 淀粉和 VI 介质在种植后收集的样本。所有样品均以三重计分进行测量。这些数字是使用图形板棱镜版本 5.01 生成的。面板表示每个发酵样品中的有机酸浓度为A，醋酸;B，丙酸;C，等丁酸;D，丁酸;E， 异质酸;和F，瓦列克酸。此图由 Yin 等人11中修改，请点击此处查看此图的较大版本。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
在过去十年中，在了解人类肠道微生物群的组成和活动方面取得了重大进展。由于这些研究，全息生物概念已经出现，它代表宿主和相关微生物群落之间的相互作用，如在人类和他们的肠道微生物群之间19，20。此外，人类甚至现在被视为超级生物21，其中肠道微生物群已被确认为人类功能器官之一22，23。人体拥有一个复杂的微生物生态系统，由大约10个13个微生物细胞组成24个。此外，肠道微生物群的基因组被认为是人类的辅助基因组，这些基因组编码了许多与代谢相关的基因，扩大了宿主的代谢能力。然而，异种生物，包括治疗药物和饮食衍生的生物活性化合物，可能改变肠道微生物群落结构和相关功能5。越来越多的研究表明，肠道微生物群和异种生物之间的相互作用在调解化学毒性和导致或加剧人类疾病方面起着重要作用。因此，对异种生物与人类肠道微生物群相互作用的研究最近引起了广泛的研究关注。
小鼠模型是研究微生物群和宿主之间相互作用的最广泛使用的方法。然而，人类和小鼠的肠道微生物群在组成和活动上的差异可能导致通过研究小鼠来充分模拟人类相互作用。然而，生物伦理学的考虑需要很少使用小鼠。上述体内模型的替代方案是批量发酵，可用于模拟人体肠道微生物群体外26。因此，发酵实验被用来研究异种生物和人类肠道微生物群之间的相互作用。例如，殷等人。17采用批次发酵实验，研究多糖与人类肠道微生物群的相互作用。这项研究的结果表明，一些多糖可以通过人类肠道微生物群代谢，多糖调节人体细菌群落和代谢物，他们在体外生产，包括SCFA。但是，一些方法上的考虑对于使用此协议至关重要。例如，应尽快收集粪便样本，并应使用厌氧室确保义务性厌氧动物的生长。后一种考虑尤其关键，因为氧气暴露会导致一些肠道细菌群的死亡，从而改变细菌群落。此外，异种生物在上消化系统代谢。因此，对异种生物和下消化系统微生物群之间的相互作用进行建模是体内建模的重要考虑因素。
批量发酵实验具有明显的优势，比体内人类和动物研究，因为它们更经济可行和方便。此外，它们还可用于研究人类肠道微生物群对异种生物接触的个体间变异。此外，批量发酵可以很容易地应用于操纵微生物群落和评估其相关的代谢功能。然而，批量发酵系统受到静态状态动力学的限制。未来的研究可以实施生物反应器切莫塔，允许pH、温度和蠕动的动态调制，同时保持稳定的营养供应和废物的不断清除。这些活动将允许实验更好地模拟体内肠道，并提供新的见解，以补充从批量发酵实验。批量发酵实验的另一个限制是，它们去除所有微生物群-宿主组织相互作用。这可能是一个特别重要的考虑因素，因为一些异种生物（例如，甲基安非他明）可以由人类细胞和肠道微生物群共同代谢27。此外，最近的研究表明，肠道元基因组（GM）可以通过调节宿主基因表达调节8间接调节异种生物代谢。
虽然仍然需要开发批量发酵系统，但这些系统可以广泛用于高通量和快速筛选异种生物和人类肠道微生物群之间的相互作用。阐明活性人类肠道微生物群中异种生物耐药性和代谢机制，将为不明原因的患者对患者在药物疗效和毒性变化提供重要的见解。此外，更详细地了解饮食和特定食物成分如何改变微生物代谢，从而影响宿主健康，是实现通过微生物群调制实现个性化医学目标的第一步。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
提交人声明他们没有利益冲突。这些数据在《殷等人》中引用。11.
Acknowledgments
这项研究由中国自然科学基金（第31741109号）、湖南省自然科学基金（第2018JJ3200号）和湖南科技大学应用特色学科建设项目资助。我们感谢LetPub（www.letpub.com）在编写本手稿期间提供的语言帮助。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 0.22 µm membrane filters | Millipore | SLGP033RB | Use to filter samples |
| 0.4-mm Sieve | Thermo Fischer | 308080-99-1 | Use to prepare human fecal samples |
| 5-bromo-4-chloro-3-indolyl β-D-galactopyranoside (X-Gal) | Solarbio | X1010 | Use to prepare color plate |
| Acetic | Sigma-Aldrich | 71251 | Standard sample for SCFA |
| Agar | Solarbio | YZ-1012214 | The component of medium |
| Anaerobic chamber | Electrotek | AW 400SG | Bacteria culture and fermentation |
| Autoclave | SANYO | MLS-3750 | Use to autoclave |
| Bacto soytone | Sigma-Aldrich | 70178 | The component of medium |
| Baking oven | Shanghai Yiheng Scientific Instruments Co., Ltd | DHG-9240A | Use to heat and bake |
| Beef Extract | Solarbio | G8270 | The component of medium |
| Bifidobacterium longum Reuter | ATCC | ATCC® 51870™ | Bacteria |
| Bile Salts | Solarbio | YZ-1071304 | The component of medium |
| Butyric | Sigma-Aldrich | 19215 | Standard sample for SCFA |
| CaCl2 | Solarbio | C7250 | Salt solution of medium |
| Capillary column | SHIMADZU-GL | InertCap FFAP (0.25 mm × 30 m × 0.25 μm) | Used to SCFA detection |
| Casein Peptone | Sigma-Aldrich | 39396 | The component of medium |
| Centrifuge | Thermo Scientific | Sorvall ST 8 | Use for centrifugation |
| CoSO4.7H2O | Solarbio | C7490 | The component of medium |
| CuSO4.5H2O | Solarbio | 203165 | The component of medium |
| Cysteine-HCl | Solarbio | L1550 | The component of medium |
| Ethanol | Sigma-Aldrich | E7023 | Use to prepare vitamin K1 |
| FeSO4.7H2O | Solarbio | YZ-111614 | The component of medium |
| Formic Acid | Sigma-Aldrich | 399388 | Used to TLC |
| Gas chromatography | Shimadzu Corporation | GC-2010 Plus | Used to SCFA detection |
| Glass beaker | Fisher Scientific | FB10050 | Used for slurry preparation |
| Glucose | Solarbio | G8760 | The component of medium |
| Haemin | Solarbio | H8130 | The component of medium |
| HCl | Sigma-Aldrich | 30721 | Basic solution used to adjust the pH of the buffers |
| Isobutyric | Sigma-Aldrich | 46935-U | Standard sample for SCFA |
| Isovaleric Acids | Sigma-Aldrich | 129542 | Standard sample for SCFA |
| K2HPO4 | Solarbio | D9880 | Salt solution of medium |
| KCl | Solarbio | P9921 | The component of medium |
| KH2PO4 | Solarbio | P7392 | Salt solution of medium |
| LiCl.3H2O | Solarbio | C8380 | Use to prepare color plate |
| Meat Extract | Sigma-Aldrich-Aldrich | 70164 | The component of medium |
| Metaphosphoric Acid | Sigma-Aldrich | B7350 | Standard sample for SCFA |
| MgCl2.6H2O | Solarbio | M8160 | The component of medium |
| MgSO4.7H2O | Solarbio | M8300 | Salt solution of medium |
| MISEQ | Illumina | MiSeq 300PE system | DNA sequencing |
| MnSO4.H20 | Sigma-Aldrich | M8179 | Salt solution of medium |
| Mupirocin | Solarbio | YZ-1448901 | Antibiotic |
| NaCl | Solarbio | YZ-100376 | Salt solution of medium |
| NaHCO3 | Sigma-Aldrich | 792519 | Salt solution of medium |
| NanoDrop ND-2000 | NanoDrop Technologies | ND-2000 | Determine DNA concentrations |
| NaOH | Sigma-Aldrich | 30620 | Basic solution used to adjust the pH of the buffers |
| n-butanol | ChemSpider | 71-36-3 | Used to TLC |
| NiCl2 | Solarbio | 746460 | The component of medium |
| Orcinol | Sigma-Aldrich | 447420 | Used to prepare orcinol reagents |
| Propionic | Sigma-Aldrich | 94425 | Standard sample for SCFA |
| QIAamp DNA Stool Mini Kit | QIAGEN | 51504 | Extract bacterial genomic DNA |
| Ready-to-use PBS powder | Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. | A610100-0001 | Used to prepare the lipid suspension |
| Resazurin | Solarbio | R8150 | Anaerobic Equipment |
| Speed Vacuum Concentrator | LABCONCO | CentriVap | Use to prepare EPSs |
| Starch | Solarbio | YZ-140602 | Use to the carbon source |
| Sulfuric Acid | Sigma-Aldrich | 150692 | Used to prepare orcinol reagents |
| T100 PCR | BIO-RAD | 1861096 | PCR amplification |
| TLC aluminium sheets | MerckMillipore | 116835 | Used to TLC |
| Trypticase Peptone | Sigma-Aldrich | Z699209 | The component of medium |
| Tryptone | Sigma-Aldrich | T7293 | The component of medium |
| Tween 80 | Solarbio | T8360 | Salt solution of medium |
| Valeric | Sigma-Aldrich | 75054 | Standard sample for SCFA |
| Vitamin K1 | Sigma-Aldrich | V3501 | The component of medium |
| Vortex oscillator | Scientific Industries | Vortex.Genie2 | Use to vortexing |
| Yeast Extract | Sigma-Aldrich | Y1625 | The component of medium |
| ZnSO4.7H2O | Sigma-Aldrich | Z0251 | The component of medium |
References
- Maarten, V. D. G., Blottière Hervé, M., Doré, J. Humans as holobionts: implications for prevention and therapy. Microbiome. 6 (1), 81 (2018).
- Allen, A. P., Dinan, T. G., Clarke, G., Cryan, J. F. A psychology of the human brain-gut-microbiome axis. Social and Personality Psychology Compass. 11 (4), e12309 (2017).
- Arora, T., Bäckhed, F. The gut microbiota and metabolic disease: current understanding and future perspectives. Journal of Internal Medicine. 280, 39-349 (2016).
- Maurice, C., Haiser, H., Turnbaugh, P. Xenobiotics shape the physiology and gene expression of the active human gut microbiome. Cell. 152 (1-2), 39-50 (2013).
- Carmody, R. N., Turnbaugh, P. J. Host-microbial interactions in the metabolism of therapeutic and diet-derived xenobiotics. Journal of Clinical Investigation. 124 (10), 4173-4181 (2014).
- Lu, K., Mahbub, R., Fox, J. G. Xenobiotics: interaction with the intestinal microflora. ILAR Journal. 56 (2), 218-227 (2015).
- Taguer, M., Maurice, C. The complex interplay of diet, xenobiotics, and microbial metabolism in the gut: implications for clinical outcomes. Clinical Pharmacology & Therapeutics. 99 (6), 588-599 (2016).
- Anubhav, D., Meenakshi, S., Shankar, G. T., Mande, S. S., Wilson, B. A. Xenobiotic metabolism and gut microbiomes. PLoS One. 11 (10), e0163099 (2016).
- Koppel, N., Rekdal, V. M., Balskus, E. P. Chemical transformation of xenobiotics by the human gut microbiota. Science. 356 (6344), 1246-1257 (2017).
- Hidalgo-Cantabrana, C., et al. Genomic overview and biological functions of exopolysaccharide biosynthesis in Bifidobacterium spp. Applied and Environmental Microbiology. 80 (1), 9-18 (2014).
- Liu, G., et al. Effects of bifidobacteria-produced exopolysaccharides on human gut microbiota in vitro. Applied Microbiology and Biotechnology. , 1-10 (2018).
- Tang, R., et al. Gut microbial profile is altered in primary biliary cholangitis and partially restored after UDCA therapy. Gut. 67 (3), 534-541 (2018).
- Kuczynski, J., et al. Using QIIME to analyze 16S rRNA gene sequences from microbial communities. Current Protocols in Microbiology. 27 (1), 1-28 (2012).
- Hiltemann, S. D., Boers, S. A., van der Spek, P. J., Jansen, R., Hays, J. P., Stubbs, A. P. Galaxy mothur Toolset (GmT): a user-friendly application for 16S rRNA gene sequencing analysis using mothur. GigaScience. , giy166 (2018).
- Wang, Q., Garrity, G. M., Tiedje, J. M., Cole, J. R. Naïve Bayesian classifier for rapid assignment of rRNA sequences into the new bacterial taxonomy. Applied and Environmental Microbiology. 73 (16), 5261-5267 (2007).
- Schloss, P. D., et al. Introducing mothur: open-source, platform-independent, community-supported software for describing and comparing microbial communities. Applied and Environmental Microbiology. 75 (23), 7537-7541 (2009).
- Bai, S., et al. Comparative study on the in vitro effects of pseudomonas aeruginosa and seaweed alginates on human gut microbiota. Plos One. 12 (2), e0171576 (2017).
- Zhang, Z., Xie, J., Zhang, F., Linhardt, R. J. Thin-layer chromatography for the analysis of glycosaminoglycan oligosaccharides. Analytical Biochemistry. 371, 118-120 (2007).
- Simon, J. C., Marchesi, J. R., Mougel, C., Selosse, M. A. Host-microbiota interactions: from holobiont theory to analysis. Microbiome. 7 (5), (2019).
- Postler, T. S., Ghosh, S. Understanding the Holobiont: how microbial metabolites affect human health and shape the immune system. Cell Metabolism. 26 (1), 110-130 (2017).
- Kramer, P., Bressan, P. Humans as superorganisms: how microbes, viruses, imprinted genes, and other selfish entities shape our behavior. Perspectives on Psychological Science. 10 (4), 464-481 (2015).
- Malfertheiner, P., Nardone, G.
- Andoh, A. The gut microbiota is a new organ in our body. The Japanese journal of Gastro-Enterology. 112 (11), 1939-1946 (2015).
- Mika, A., Van, W. T., González, A., Herrera, J. J., Knight, R., Fleshner, M. Exercise is more effective at altering gut microbial composition and producing stable changes in lean mass in juvenile versus adult male f344 rats. PLoS One. 10 (5), e0125889 (2015).
- Hugenholtz, F., de Vos, W. M. Mouse models for human intestinal microbiota research: a critical evaluation. Cellular and Molecular Life Sciences. 75 (1), 149-160 (2018).
- Takagi, R., et al. A single-batch fermentation system to simulate human colonic microbiota for high-throughput evaluation of prebiotics. PLoS One. 11 (8), e0160533 (2016).
- Ning, T., Gong, X., Xie, L., Ma, B. Gut microbiota analysis in rats with methamphetamine-induced conditioned place preference. Frontiers in Microbiology. 8 (1), 1620 (2017).
