マウス腸におけるT4バクテリオファージと 大腸菌 の相互作用:宿主-バクテリオファージ動態をIn vivoで研究するためのプロトタイプモデル
January 26th, 2024
細菌に感染するウイルスであるバクテリオファージ(ファージ)は、腸内細菌叢の不可欠な構成要素です。これらの共生生物は細菌の適応度と個体群動態を促進しますが、腸の恒常性や疾患にどのような影響を与えるかについてはほとんどわかっていません。このプロトコルは他のバクテリオファージ細菌の組に適応可能なマウス モデル内の隔離されたT4バクテリオファージを調査する。
私たちの研究は、バクテリオファージ、バクテリア、哺乳類の免疫系との間の三者相互作用を、腸、gnotobioticマウス腸の文脈で理解することを目的としています。私たちは、腸内細菌叢の重要性をよりよく理解するために、健康状態や病気の条件下でのこれらの相互作用についての洞察を得ることを望んでいます。最近の開発により、バクテリオファージは哺乳類の免疫系によって検出されることがわかっています。
ヒト腸管ファゲオームは、炎症性腸疾患などの病態において調節不全である可能性があり、ファージによる免疫刺激が疾患の表現型を悪化させる可能性があることが示唆されています。私たちの目標は、gnotobioticマウスモデルでの接種および計数のためのT4ファージライセートを産生するための標準化されたプロトコルを他の人に提供することです。これらのプロトコルは、他のバクテリオファージ細菌ペアで使用するために構築および変更することができます。
概要
この研究は、腸内におけるバクテリオファージ、細菌、そして哺乳類の免疫系との相互作用を調査します。グノトバイオティックマウスモデルを用いて、腸の健康と疾患におけるT4ファージの役割を解明することを目的としています。
主要な研究構成要素
科学の分野
- 微生物学
- 免疫学
- 腸内マイクロバイオーム
背景
- バクテリオファージは細菌に感染するウイルスであり、腸内マイクロバイオームの一部分です。
- それらは細菌の適応度と個体群力学に影響を与えます。
- 腸内ホメオスタシスと疾患におけるその役割の理解は重要です。
- ファージは哺乳類の免疫系によって検出され、健康に影響を与える可能性があります。
研究の目的
- バクテリオファージと免疫系との相互作用を理解すること。
- T4ファージリセート生成の標準化されたプロトコルを提供すること。
- 健康と疾患におけるファージ相互作用の意味を探ること。
使用された方法
- ルリア・ベルタニ培地での大腸菌の培養。
- グノトバイオティックマウスモデルへのT4ファージリセートの接種。
- 腸内環境におけるファージの数え上げ。
- 他のファージ-細菌ペアへのプロトコルの適応。
主な結果
- 腸内マイクロバイオーム力学におけるバクテリオファージの役割への洞察。
- ファージ準備と応用のための標準化された方法。
- 腸関連疾患の理解への潜在的な意味。
- ファージと免疫系との相互作用の証拠。
結論
- バクテリオファージは腸の健康に重要な役割を果たします。
- 標準化されたプロトコルは、この分野における将来の研究を支援できます。
- 疾患に対するファージの影響を探るため、さらなる研究が必要です。
よくある質問
Executive Industry Relevance
Standardized in vivo models for bacteriophage-host interactions are critical for de-risking microbiome-targeted therapeutic strategies and understanding phage-driven modulation of gut bacterial populations. This protocol enables quantitative assessment of phage and bacterial dynamics in the murine intestine, supporting predictive confidence in translational microbiome research. Its adaptability to other phage-bacterial pairs positions it as a foundational tool for early discovery and mechanistic validation in biopharma pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of phage-bacteria-immune system interactions in a controlled in vivo setting.
- Supports functional validation of phage impact on bacterial colonization and persistence.
- Facilitates mechanistic de-risking for microbiome-targeted interventions.
- Provides quantitative outputs for hypothesis-driven target selection.
Screening & Assay Development
- Establishes reproducible protocols for phage lysate preparation and titration.
- Delivers standardized enumeration of both phage and bacterial populations in fecal samples.
- Enables assay scalability and cross-study comparability for microbiome research.
- Supports reliable evaluation of phage efficacy and host response in vivo.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant models for studying phageome disruptions linked to gut disorders.
- Provides continuity from discovery to preclinical validation of microbiome-modulating agents.
- Enables risk-adjusted advancement decisions for phage-based therapeutic candidates.
- Supports biomarker development through quantitative measurement of phage and bacterial levels.
Pipeline & Workflow Integration
This protocol integrates into the discovery-to-preclinical continuum for microbiome-targeted R&D, enabling robust hypothesis testing and quantitative readouts for lead identification and validation.
- Discovery Biology: Quantifies phage and bacterial levels to clarify host-phage dynamics and biological mechanisms.
- Screening: Provides reproducible enumeration assays for phage and bacterial populations in murine models.
- Analytics: Delivers plaque and colony forming unit measurements for comparative analysis across experimental conditions.
- Translational Research: Supports modeling of disease-relevant phageome disruptions and therapeutic interventions.
- Enterprise Reuse: Protocol adaptability enables application across diverse phage-bacterial systems and research programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in microbiome-targeted discovery and reduces mechanistic ambiguity.
- Operational Value: Standardizes in vivo phage-bacteria quantification and enhances reproducibility.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions for phage-based assets and improves capital allocation.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of microbiome-modulating candidates.
Implementation Considerations
- Requires expertise in bacteriophage biology, murine models, and quantitative microbiology.
- Needs access to sterile culture facilities, centrifugation, filtration, and analytical instrumentation for enumeration.
- Demands rigorous cross-team standardization for reproducibility and data comparability.
- Adaptable to other phage-bacterial pairs with protocol modifications as supported by the source.
- Limitations include model-specific variables and the need for precise quantification of both phage and bacterial populations.
