Method Article

Analyse van interacties tussen Endobiotica en humane gut microbiota met behulp van in-vitro Bad fermentatiesystemen

DOI:

10.3791/59725

⸱

August 23rd, 2019

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Advantage Plants Resources in Hunan South, College of Chemistry and Bioengineering, Hunan University of Science and Engineering, 2College of Food and Biological Engineering, Zhejiang Gongshang University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Hier beschreven is een protocol om de interacties tussen endobiotica en menselijke gut microbiota met behulp van in vitro batch fermentatiesystemen te onderzoeken.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Menselijke intestinale micro-organismen zijn onlangs uitgegroeid tot een belangrijk doelwit van onderzoek bij het bevorderen van de menselijke gezondheid en het voorkomen van ziekten. Bijgevolg zijn onderzoeken naar interacties tussen endobiotica (bijv. drugs en prebiotica) en gut microbiota een belangrijk onderzoeksonderwerp geworden. In vivo experimenten met menselijke vrijwilligers zijn echter niet ideaal voor dergelijke studies als gevolg van bio-ethiek en economische beperkingen. Als gevolg hiervan zijn diermodellen gebruikt om deze interacties in vivo te evalueren. Niettemin, diermodel studies zijn nog steeds beperkt door bio-ethiek overwegingen, naast de verschillende samenstellingen en diversiteit van microbiota bij dieren vs. mensen. Een alternatieve onderzoeksstrategie is het gebruik van batch fermentatie-experimenten die het mogelijk maken de interacties tussen endobiotica en gut microbiota in vitro te evalueren. Om deze strategie te evalueren, werden bifidobacteriële (BIF) exopolysacchariden (EPS) gebruikt als representatief xenobioticum. Vervolgens werden de interacties tussen BIF EPS en humane gut microbiota onderzocht met behulp van verschillende methoden zoals Thin-layer chromatografie (TLC), bacteriële compositorische analyse met 16S rRNA Gene High-throughput sequencing en gaschromatografie van korte-keten vetzuren (SCFAs). Hier gepresenteerd is een protocol om de interacties tussen endobiotica en menselijke gut microbiota met behulp van in vitro batch fermentatiesystemen te onderzoeken. Belangrijk is dat dit protocol ook kan worden aangepast om de algemene interacties tussen andere endobiotica en gut microbiota te onderzoeken.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Gut microbiota spelen een belangrijke rol in de werking van de menselijke darmen en in de gezondheid van de gastheer. Bijgevolg, gut microbiota zijn onlangs uitgegroeid tot een belangrijk doelwit voor ziektepreventie en therapie1. Bovendien, gut bacteriën interactie met gastheer intestinale cellen en reguleren fundamentele gastheer processen, met inbegrip van metabole activiteiten, voedingsstoffen availabiliteiten, immuun systeem modulatie, en zelfs hersenfunctie en besluitvorming van2,3 . Endobiotica hebben aanzienlijke potentie om invloed op de bacteriële samenstelling en de diversiteit van gut microbiota. Zo, interacties tussen endobiotica en menselijke gut microbiota hebben aangetrokken toegenomen onderzoek aandacht4,5,6,7,8,9.

Het is moeilijk om de interacties tussen endobiotica en humane gut microbiota in vivo te evalueren als gevolg van bio-ethiek en economische beperkingen. Bijvoorbeeld, experimenten onderzoeken de interacties tussen endobiotica en menselijke gut microbiota kan niet worden uitgevoerd zonder toestemming van de Food and Drug Administration, en werving van vrijwilligers is duur. Daarom worden voor dergelijke onderzoeken vaak diermodellen gebruikt. Het gebruik van diermodellen is echter beperkt als gevolg van verschillende microbiota-composities en diversiteit in dier-vs. mensen-geassocieerde Gemeenschappen. Een alternatieve in vitro methode om de interacties tussen endobiotica en humane gut microbiota te onderzoeken is door het gebruik van batch cultuur experimenten.

Exopolysacchariden (EPSs) zijn prebiotica die significant bijdragen aan het behoud van de gezondheid van de mens10. Afzonderlijke EPSS die bestaan uit verschillende Monosacharide composities en structuren kunnen verschillende functies vertonen. Eerdere analyses hebben de samenstelling van BIF EPSs bepaald, de representatieve xenobiotische die in de huidige studie11is getarget. Echter, gastheer-geassocieerde metabole effecten zijn niet overwogen met betrekking tot EPS samenstelling en diversiteit.

Het hier beschreven protocol gebruikt de fecale microbiota van 12 vrijwilligers tot gisten BIF EPSS. Thin-layer chromatografie (TLC), 16S rRNA Gene High-throughput sequencing en gaschromatografie (GC) worden vervolgens gebruikt in combinatie om de interacties tussen EPSs en humane gut microbiota te onderzoeken. Duidelijke voordelen van dit protocol in vergelijking met in vivo experimenten zijn de lage kosten en het vermijden van storende effecten van de stofwisseling van de gastheer. Bovendien kan het beschreven protocol worden gebruikt in andere onderzoeken die interacties tussen endobiotica en humane gut microbiota onderzoeken.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit protocol volgt de richtlijnen van de ethische commissie van Hunan University of Science and Engineering (Hunan, China) en de Zhejiang Gongshang-Universiteit (Zhejiang, China).

1. bereiding van bacteriën

  1. Voorbereiding van Bifidobacterium medium Bouillon
    1. Combineer de volgende componenten in 950 mL gedistilleerd water: vleesextract, 5 g/L; Gistextract, 5 g/L; caseïne peptone, 10 g/L; soja Toon, 5 g/L; glucose, 10 g/L; K2HPO4, 2,04 g/L; MgSO4· 7h2O, 0,22 g/L; MnSO4. H20, 0,05 g/L; NaCl, 5 g/L; Tween 80, 1 mL; zoutoplossing, 40 mL (CaCl2. 2H2O, 0,25 g/L; KH2po4, 1 g/L; NaHCO3, 10 g/L; NaCl, 2 g/L); en resazurin, 0,4 mL (2,5 mg/L). Stel de pH in op 6,8 met 2 M NaOH.
    2. Autoclaaf bij 121 °C gedurende 15 minuten en laat de Bouillon afkoelen tot kamertemperatuur (RT) onder anaerobe condities (10% H2, 10% Co2, 80% N2). Voeg filter-gesteriliseerd cysteïne-HCl (0,5 g/L) en Mupirocin (5 mg/L) toe aan het medium.
  2. Voeg een aliquot (50 μL) van bevroren Bifidobacterium longum toe aan een cultuur buis met 5 ml Bifidobacterium medium Bouillon onder anaerobe condities, dan cultuur in een anaerobe incubator voor 24 uur bij 37 °c.

2. bereiding van bifidobacteriële EPSs

  1. Bereiding van de PYG agar medium
    1. Combineer het volgende: peptone, 20 g/L; Gistextract, 10 g/L; glucose, 5 g/L; NaCl, 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; agar, 12 g/L. Stel de pH in op 7,2 met 10 M NaOH.
    2. Autoclaaf de media bij 121 °C gedurende 15 minuten en koel tot ~ 50 °C. Voeg vervolgens per 1 liter medium 0,5 mL filter-gesteriliseerde vitamine K1 -oplossing (1 g vitamine k1 opgelost in 99 ml 99% ethanol), 5 ml haemin oplossing (0,5 g Haemin opgelost in 1 ml van 1 mol/L NaOH , vervolgens gebracht tot 100 mL met gedestilleerd water), en 0,5 g van cysteïne-HCl.
    3. Voor het gieten van de PYG platen, Voeg filter-gesteriliseerd 5-broom-4-Chloro-3-indolyl β-D-galactopyranoside (X-gal, 0,06 g/L), LiCl · 3H2O (5,7 g/l) en Mupirocin (5 mg/l) op het medium.
      Opmerking: X-gal en LiCl. 3H2O toestaan de identificatie van B. longum kolonies op platen via kleurveranderingen.
  2. Inoculeren 20 μL van B. longum stammen (stap 1,2) op pyg platen en plaats in een anaerobe incubator bij 37 °c voor 72 h.
  3. Verzamel mucoïde bacteriële kolonies van de PYG platen met behulp van een weeg Scoop, en vervolgens volledig respenderen in 10 mL fosfaat-gebufferde zoutoplossing (PBS) met behulp van een Vortex-oscillator.
    Opmerking: de bacteriële en EPS-mengsels moeten volledig worden geresuspendeerd door grondig of pipetteren herhaaldelijk omhoog en omlaag totdat de vezels volledig zijn opgelost in PBS.
  4. Centrifugeer de suspensie gedurende 5 minuten bij 6.000 x g .
  5. Breng de supernatanten voorzichtig over naar een nieuwe centrifugebuis en meng volledig met drie volumes koude 99% ethanol door herhaalde inversie en menging.
  6. Centrifugeer het mengsel gedurende 5 minuten bij 6.000 x g en verwijder de supernatants volledig.
  7. Verwijder de precipitaten van de centrifugebuizen door de EPS-extracten 's nachts te schrapen en te drogen met behulp van een snelheids vacuüm.

3. bereiding van het fermentatie medium

  1. Bereiding van basis kweekmedium VI
    1. Combineer het volgende: peptone, 3 g/L; Tryptone, 3 g/L; Gistextract, 4,5 g/L; mucin, 0,5 g/L; galzouten No. 3, 0,4 g/L; NaCl, 4,5 g/L; KCl, 2,5 g/L; MgCl2· 6h2O, 4,5 g/L; 1 mL-Tween 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; en NiCl2· 6h2O, 0,092 g/L. Stel de pH in op 6,5 met 1 M HCl.
    2. Bereid haemin en cysteïne zoals gedaan in paragraaf 2,1 en voeg toe na Autoclaveren en koeling.
  2. Bereid cultuur media voor die verschillende koolstofbronnen bevatten met een VI-basismedia. Voeg vóór autoclaven 8 g/L BIF EPS-vezels toe aan medium VI, bestaande uit groep VI_Bif. Voeg bovendien 8 g/L zetmeel toe aan medium VI om groep VI_Starch te vertegenwoordigen. Ten slotte wordt medium VI zonder toevoeging van een koolstofbron gebruikt als controle (groep VI).
    Opmerking: BIF EPS en zetmeel worden voor het eerst opgelost in heet water met behulp van een magnetische agitator, vervolgens vermengd met bereid VI-medium.
  3. Autoclaaf alle media bij 121 °C gedurende 15 minuten en laat afkoelen tot RT.
  4. Breng een submonster (5 mL) van elk medium over naar kweek buizen in een anaerobe incubator en bewaar de overblijvende media op 4 °C.

4. menselijke fecale monstervoorbereiding

  1. Verzamel verse fecale monsters onmiddellijk na verse ontlasting van gezonde volwassen menselijke vrijwilligers met behulp van ontlasting containers, en vervolgens gebruiken voor slurry voorbereiding.
    Opmerking: voorafgaand aan de monsterverzameling, moeten alle vrijwilligers worden gescreend om te zorgen voor geen ontvangst van antibiotica, probiotica of prebiotische behandelingen gedurende ten minste 3 maanden voorafgaand aan het doneren van monsters. Bovendien moeten alle donoren geïnformeerde, schriftelijke toestemming geven.
  2. Breng een vers fecaal monster (1 g) naar 10 mL van 0,1 M anaerobe PBS (pH 7,0) in glazen bekers en gebruik vervolgens glazen staven om een 10% (w/v) slurry te bereiden.
  3. Gebruik een zeef van 0,4 mM om de fecale slurry te filteren. Gebruik vervolgens een submonster van de gefilterde slurry om batch cultuur fermentatie-experimenten te beënten en bewaar de rest bij-80 °C voor verdere analyses.
    Opmerking: stappen 4.2 – 4.3 worden uitgevoerd in een anaerobe kamer.

5. in vitro batch gisting

  1. Voeg gefilterde fecale slurry (500 μL) toe aan het fermentatie medium dat in stap 3,2 is bereid in een anaerobe kamer, en inbroed bij 37 °C.
  2. Verzamel 2 mL gefermenteerde monsters bij 24 uur en 48 uur in de anaerobe kamer en centrifugeer vervolgens buiten de kamer bij 6.000 x g gedurende 3 minuten.
  3. Breng de supernatanten voorzichtig over naar een nieuwe centrifugebuis die zal worden gebruikt voor de analyse van polysaccharide afbraak en korte-keten vetzuren (scfas) metingen.
  4. Bewaar de centrifugeren pellets bij-80 °C en gebruik vervolgens voor bacteriële genomische DNA-extractie.

6. EPS afbraak door menselijke fecale microbiota

  1. Laad 0,2 μL gefermenteerde supernatanten op voorgecoate silica gel-60 TLC aluminium platen en droog ze vervolgens met een haardroger.
  2. Ontwikkel de platen in 20 mL van een mierenzuur/n-butanol/water (6:4:1, v:v: v) oplossing en droog met een haardroger.
  3. Week de platen in het orcinol-reagens om te verven en droog ze vervolgens met een haardroger.
    1. Bereid orcinol reagentia door het oplossen van 900 mg Lichenol in 25 mL gedestilleerd water en vervolgens 375 mL ethanol toe te voegen. Vervolgens moet geconcentreerd zwavelzuur langzaam worden toegevoegd en de oplossing grondig gemengd.
  4. Warmte platen bij 120 °C gedurende 3 minuten in een bakoven en evalueren de afbraak van EPS door het meten van TLC-bands.

7. effecten van EPS op humane intestinale microbiota

  1. Freeze-ontdooien de oorspronkelijke fecale monsters bereid in stap 4,3 en gefermenteerde monsters bereid in stap 5,4.
  2. Extract bacteriële genomische DNA (gDNA) uit alle monsters met behulp van een ontlasting bacteriële genomische DNA-extractie Kit volgens de instructies van de fabrikant.
  3. Bepaal DNA concentraties, integrities en grootte verdelingen met behulp van een micro-spectrofotometer en agar gel elektroforese.
  4. PCR van bacteriële 16S rRNA genen uit de geëxtraheerde gDNA met behulp van de volgende eerder beschreven voorwaartse en omgekeerde primers12:
    -voorwaartse primer (Barcoded primer 338F): ACTCCTACGGGAGGCAGCA
    -omgekeerde primer (806R): GGACTACHVGGGTWTCTAAT
    Gebruik de volgende thermische cycler-condities:
    1. 94 °C gedurende 5 min.
    2. 94 °C gedurende 30 sec.
    3. 55 °C gedurende 30 sec.
    4. 72 °C gedurende 1 minuut.
    5. Herhaal 2 – 4 voor 35 cycli
    6. 72 °C gedurende 5 min.
    7. 4 °C vasthouden tot verwijdering uit thermische cycler.
  5. Gebruik een high-throughput sequencing van PCR-producten bij een DNA-sequencing bedrijf met behulp van ultra-hoge doorvoer van microbiële communityanalyse.
  6. Verkrijg schone, hoge kwaliteit sequenties met behulp van de kwantitatieve inzichten in microbiële ecologie (QIIME) sequentieanalyse pipeline13.
  7. Definieer operationele taxonomische eenheden (Otu's) voor 16S rRNA gensequenties met meer dan 97% nucleotide-gelijkenis met behulp van bio-informatica tools zoals de Mothur software suite14.
  8. Kies een representatieve reeks van elke OTU en gebruik de RDP-classificatie samen met de SILVA taxonomische database om representatieve reeksen15te classificeren.
  9. Bereken de dekking van goede, Alfa-diversiteits statistieken (inclusief Simpson en Shannon-index) en rijkdom (waargenomen aantal Otu's) met behulp van bioinformatica-tools16.

8. effecten van EPS op SCFA-productie door humane intestinale microbiota

  1. Voeg gefermenteerde supernatanten (1 ml) bereid in stap 5,3 tot 2 ml centrifugebuizen.
  2. Voeg aan elk van de monsters 0,2 mL van 25% (g/v) metafosforzuur toe en meng de oplossingen grondig door vortexing.
  3. Centrifugeer de mengsels gedurende 20 minuten bij 13.000 x g en breng de supernatanten over naar verse buizen.
  4. Bereid tegelijkertijd oplossingen van 120 mm azijn, propionzuur, Butyric, Isobutyric, Valeriaan en isovalerische zuren. Voeg vervolgens 1 mL van elk bereid zuur toe aan 1,2 mL van 25% (g/v) metafosforzuur en gebruik dit als de standaard cocktails.
  5. Filtreer de monsters met een 0,22 μM-membraan.
  6. Detecteer scfa concentraties met behulp van krachtige gaschromatografie volgens eerder beschreven protocollen11,17.
    Opmerking: een InertCap FFAP-kolom (0,25 mM x 30 m x 0,25 μM) wordt gebruikt voor gaschromatografie (GC). De SCFA concentraties worden vervolgens gekwantificeerd op basis van piek gebieden met behulp van de single-point interne standaardmethode in het GC Solution softwarepakket.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De productie van mucoïde EPS kan worden waargenomen in B. longum culturen op pyg platen na anaerobe incubatie voor 72 h (Figuur 1a). Centrifugeren van cultuur resten, gevolgd door ethanol precipitatie en drogen, resulteerde in de inzameling van cellulose-achtige EPS (Figuur 1b). Gedroogde EPS en oplosbare zetmeel werden vervolgens gebruikt als koolstofbronnen voor fermentatie culturen. TLC werd gebruikt voor oligosaccharide scheiding en zuiverheid analy...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Er is aanzienlijke vooruitgang geboekt op het gebied van de samenstelling en activiteiten van menselijke gut microbiota in het afgelopen decennium. Als gevolg van deze studies is het concept van holobiont ontstaan, dat de interacties tussen hosts en geassocieerde microbiële gemeenschappen vertegenwoordigt, zoals tussen mensen en hun gut microbiota19,20. Bovendien, mensen worden nu zelfs beschouwd als Super organismen21, waarbij de darm mic...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs verklaren dat zij geen belangenconflicten hebben. De cijfers werden aangehaald in Yin et al. 11.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Deze studie werd gefinancierd door de National Nature Science Foundation of China (nr. 31741109), de Hunan Natural Science Foundation (nr. 2018JJ3200), en het construct programma van toegepaste karakteristieke discipline in de Hunan University of Science and Engineering. Wij danken LetPub (www.letpub.com) voor haar taalkundige hulp bij de voorbereiding van dit manuscript.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

```html

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
0.22 µm membraanfiltersMilliporeSLGP033RBGebruik voor het filteren van monsters
0.4-mm ZeefThermo Fischer308080-99-1Gebruik voor het bereiden van menselijke fecale monsters
5-bromo-4-chloro-3-indolyl β-D-galactopyranosid (X-Gal)SolarbioX1010Gebruik voor het bereiden van kleurplaat
AzijnzuurSigma-Aldrich71251Standaard monster voor SCFA
AgarSolarbioYZ-1012214De component van het medium
Anaërobe kamerElectrotek AW 400SGBacteriëncultuur en fermentatie
AutoclaafSANYOMLS-3750Gebruik voor autoclaving
Bacto soytoneSigma-Aldrich70178De component van het medium
BakovenShanghai Yiheng Scientific Instruments Co., LtdDHG-9240AGebruik voor verwarmen en bakken
RunderextractSolarbioG8270De component van het medium
Bifidobacterium longum ReuterATCCATCC® 51870™Bacterieën
GallzoutenSolarbioYZ-1071304De component van het medium
BoterzuurSigma-Aldrich19215Standaard monster voor SCFA
CaCl2SolarbioC7250Zoutoplossing van het medium
Capillaire kolomSHIMADZU-GLInertCap FFAP (0.25 mm × 30 m × 0.25 μm)Gebruikt voor SCFA-detectie
Caseïne peptonSigma-Aldrich39396De component van het medium
CentrifugeThermo ScientificSorvall ST 8Gebruik voor centrifugeren
CoSO4.7H2OSolarbioC7490De component van het medium
CuSO4.5H2OSolarbio203165De component van het medium
Cysteïne-HClSolarbioL1550De component van het medium
EthanolSigma-AldrichE7023Gebruik voor het bereiden van vitamine K1
FeSO4.7H2OSolarbioYZ-111614De component van het medium
MierenzuurSigma-Aldrich399388Gebruikt voor TLC
GaschromatografieShimadzu CorporationGC-2010 PlusGebruikt voor SCFA-detectie
GlasbekerFisher ScientificFB10050Gebruikt voor slurry-bereiding
GlucoseSolarbioG8760De component van het medium
HaeminSolarbioH8130De component van het medium
HClSigma-Aldrich30721Basisoplossing gebruikt om de pH van de buffers aan te passen
IsobuterzuurSigma-Aldrich46935-UStandaard monster voor SCFA
IsovaleriaanzurenSigma-Aldrich129542Standaard monster voor SCFA
K2HPO4SolarbioD9880Zoutoplossing van het medium
KClSolarbioP9921De component van het medium
KH2PO4SolarbioP7392Zoutoplossing van het medium
LiCl.3H2OSolarbioC8380Gebruik voor het bereiden van kleurplaat
VleesextractSigma-Aldrich-Aldrich70164De component van het medium
MetafosforzuurSigma-AldrichB7350Standaard monster voor SCFA
MgCl2.6H2OSolarbioM8160De component van het medium
MgSO4.7H2OSolarbioM8300Zoutoplossing van het medium
MISEQIlluminaMiSeq 300PE systeemDNA-sequencing
MnSO4.H20Sigma-AldrichM8179Zoutoplossing van het medium
MupirocineSolarbioYZ-1448901Antibioticum
NaClSolarbioYZ-100376Zoutoplossing van het medium
NaHCO3Sigma-Aldrich792519Zoutoplossing van het medium
NanoDrop ND-2000NanoDrop TechnologiesND-2000Bepaal DNA-concentraties
NaOHSigma-Aldrich30620Basisoplossing gebruikt om de pH van de buffers aan te passen
n-butanolChemSpider71-36-3Gebruikt voor TLC
NiCl2Solarbio746460De component van het medium
OrcinolSigma-Aldrich447420Gebruikt voor het bereiden van orcinolreagentia
PropionzuurSigma-Aldrich94425Standaard monster voor SCFA
QIAamp DNA Stool Mini KitQIAGEN51504Extractie van bacterieel genoom-DNA
Klaar-voor-gebruik PBS-poederSangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd.A610100-0001Gebruikt voor het bereiden van de lipidesuspensie
ResazurinSolarbioR8150Anaërobe apparatuur
Speed Vacuum ConcentratorLABCONCOCentriVapGebruik voor het bereiden van EPS'en
StärkeSolarbioYZ-140602Gebruik voor de koolstofbron
ZwavelzuurSigma-Aldrich150692Gebruikt voor het bereiden van or

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Maarten, V. D. G., Blottière Hervé, M., Doré, J. Humans as holobionts: implications for prevention and therapy. Microbiome. 6 (1), 81(2018).
  2. 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).
  3. Arora, T., Bäckhed, F. The gut microbiota and metabolic disease: current understanding and future perspectives. Journal of Internal Medicine. 280, 39-349 (2016).
  4. 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).
  5. 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).
  6. Lu, K., Mahbub, R., Fox, J. G. Xenobiotics: interaction with the intestinal microflora. ILAR Journal. 56 (2), 218-227 (2015).
  7. 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).
  8. Anubhav, D., Meenakshi, S., Shankar, G. T., Mande, S. S., Wilson, B. A. Xenobiotic metabolism and gut microbiomes. PLoS One. 11 (10), e0163099(2016).
  9. Koppel, N., Rekdal, V. M., Balskus, E. P. Chemical transformation of xenobiotics by the human gut microbiota. Science. 356 (6344), 1246-1257 (2017).
  10. 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).
  11. Liu, G., et al. Effects of bifidobacteria-produced exopolysaccharides on human gut microbiota in vitro. Applied Microbiology and Biotechnology. , 1-10 (2018).
  12. 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).
  13. Kuczynski, J., et al. Using QIIME to analyze 16S rRNA gene sequences from microbial communities. Current Protocols in Microbiology. 27 (1), 1-28 (2012).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. Zhang, Z., Xie, J., Zhang, F., Linhardt, R. J. Thin-layer chromatography for the analysis of glycosaminoglycan oligosaccharides. Analytical Biochemistry. 371, 118-120 (2007).
  19. Simon, J. C., Marchesi, J. R., Mougel, C., Selosse, M. A. Host-microbiota interactions: from holobiont theory to analysis. Microbiome. 7 (5), (2019).
  20. 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).
  21. 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).
  22. Malfertheiner, P., Nardone, G. Gut microbiota: the forgotten organ. Digestive Diseases. 29 (6), (2011).
  23. Andoh, A. The gut microbiota is a new organ in our body. The Japanese journal of Gastro-Enterology. 112 (11), 1939-1946 (2015).
  24. 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).
  25. 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).
  26. 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).
  27. 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).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Endobiotics Gut MicrobiotaIn Vitro FermentationBifidobacterial EPSThin Layer ChromatographyGas Chromatography16S rRNA SequencingShort Chain Fatty AcidsAnaerobic IncubationFecal Sample PreparationPolysaccharide Degradation

Related Articles