Burada açıklanan in vitro toplu fermantasyon sistemleri kullanarak endobiyotikler ve insan bağırsak mikrobiyotları arasındaki etkileşimleri araştırmak için bir protokoldür.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Burada açıklanan in vitro toplu fermantasyon sistemleri kullanarak endobiyotikler ve insan bağırsak mikrobiyotları arasındaki etkileşimleri araştırmak için bir protokoldür.
İnsan bağırsak mikroorganizmaları son zamanlarda insan sağlığını teşvik ve hastalıkları önlemede araştırma önemli bir hedef haline gelmiştir. Sonuç olarak, endobiyotikler (örneğin, ilaçlar ve prebiyotikler) ve bağırsak mikrobiyotaları arasındaki etkileşimlerin araştırılması önemli bir araştırma konusu haline gelmiştir. Ancak, insan gönüllüleri ile in vivo deneyler biyoetik ve ekonomik kısıtlamalar nedeniyle bu tür çalışmalar için ideal değildir. Sonuç olarak, hayvan modelleri in vivo bu etkileşimleri değerlendirmek için kullanılmıştır. Bununla birlikte, hayvan modeli çalışmaları hala biyoetik hususlar ile sınırlıdır, hayvanlarda farklı kompozisyonlar ve hayvanlarda mikrobiyota çeşitlemeleri ek olarak insanlara karşı. Alternatif bir araştırma stratejisi endobiyotikler ve in vitro bağırsak mikrobiyota arasındaki etkileşimlerin değerlendirilmesi sağlayan toplu fermantasyon deneyleri kullanımıdır. Bu stratejiyi değerlendirmek için bifidobakteriyel (Bif) eksopolisakkaritler (EPS) temsili ksenobiyotik olarak kullanıldı. Daha sonra, Bif EPS ve insan bağırsak mikrobiyotası arasındaki etkileşimler ince tabaka kromatografisi (TLC), 16S rRNA geni yüksek iş yapma lı analiz ve gaz kromatografisi gibi çeşitli yöntemlerle incelenmiştir. kısa zincirli yağ asitleri (SCFAs). Burada sunulan in vitro toplu fermantasyon sistemleri kullanarak endobiyotikler ve insan bağırsak mikrobiyotları arasındaki etkileşimleri araştırmak için bir protokoldür. Daha da önemlisi, bu protokol aynı zamanda diğer endobiyotikler ve bağırsak mikrobiyotaarasındaki genel etkileşimleri araştırmak için değiştirilebilir.
Gut mikrobiyota insan bağırsaklarının işleyişinde ve konak sağlığında önemli bir rol oynamaktadır. Sonuç olarak, bağırsak mikrobiyota son zamanlarda hastalık önlemeve tedavi için önemli bir hedef haline gelmiştir 1. Ayrıca, bağırsak bakterileri konak bağırsak hücreleri ile etkileşim ve metabolik faaliyetler, besin kullanılabilirlik, bağışıklık sistemi modülasyonu ve hatta beyin fonksiyonu ve karar verme dahil olmak üzere temel konak süreçlerini düzenleyen2,3 . Endobiyotikler bakteri bileşimi ve bağırsak mikrobiyota çeşitliliği etkilemek için önemli bir potansiyele sahip. Böylece, endobiyotikler ve insan bağırsak mikrobiyota arasındaki etkileşimler artan araştırma dikkat çekti4,5,6,7,8,9.
Biyoetik ve ekonomik kısıtlamalar nedeniyle endobiyotikler ve insan bağırsak mikrobiyotası in vivo arasındaki etkileşimleri değerlendirmek zordur. Örneğin, endobiyotikler ve insan bağırsak mikrobiyotası arasındaki etkileşimleri araştıran deneyler Gıda ve İlaç İdaresi izni olmadan yapılamaz, ve gönüllü alımı pahalıdır. Sonuç olarak, hayvan modelleri genellikle bu tür araştırmalar için kullanılır. Ancak, hayvan modellerinin kullanımı farklı mikrobiyota kompozisyonları ve hayvan-vs insan ilişkili topluluklarda çeşitlilik nedeniyle sınırlıdır. Alternatif in vitro yöntemi endobiyotikler ve insan bağırsak mikrobiyota arasındaki etkileşimleri keşfetmek için toplu kültür deneyleri kullanımı ile.
Eksopolisakkaritler (EPSs) önemli ölçüde insan sağlığının bakımına katkıda prebiyotikler10. Farklı monosakkarit bileşimlerinden ve yapılarından oluşan farklı EPS'ler farklı işlevler sergileyebilir. Daha önceki analizler, mevcut çalışmada hedeflenen temsili ksenobiyotik olan Bif EPSs'nin bileşimini belirlemiştir11. Ancak, konakilişkili metabolik etkileri EPS bileşimi ve çeşitliliği açısından dikkate alınmamıştır.
Burada açıklanan protokol bif EPSs fermantasyon için 12 gönüllü gelen dışkı mikrobiyota kullanır. İnce tabaka kromatografisi (TLC), 16S rRNA geni yüksek iş yapma alanı sıralaması ve gaz kromatografisi (GC) eps ve insan bağırsak mikrobiyotası arasındaki etkileşimleri araştırmak için birlikte kullanılır. Bu protokolün in vivo deneylere göre belirgin avantajları düşük maliyetli ve konak metabolizmasından kaynaklanan etkilerden kaçınmadır. Ayrıca, açıklanan protokol endobiyotikler ve insan bağırsak mikrobiyotaarasındaki etkileşimleri araştırmak diğer çalışmalarda kullanılabilir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu protokol, Hunan Bilim ve Mühendislik Üniversitesi (Hunan, Çin) ve Zhejiang Gongshang Üniversitesi (Zhejiang, Çin) etik komitesinin yönergelerini izler.
1. Bakterilerin hazırlanması
2. Bifidobakteriyel EPS hazırlanması
3. Fermantasyon ortamının hazırlanması
4. İnsan dışkı örnek hazırlama
5. In vitro toplu fermantasyon
6. İnsan dışkı mikrobiyotası tarafından EPS bozulması
7. EPS'nin insan bağırsak mikrobiyotası üzerindeki etkileri
8. EPS'nin insan bağırsak mikrobiyotası ile SCFA üretimiüzerine etkileri
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Mukoid EPS üretimi 72 saat anaerobik kuluçka dan sonra PYG plakaları üzerinde B. longum kültürlerde görülebilir (Şekil1A). Kültür kazımalarının santrifüjü, ardından etanol çökeltme ve kuruma, selüloz benzeri EPS toplanması ile sonuçlanır (Şekil 1B). Kurutulmuş EPS ve çözünür nişasta daha sonra fermantasyon kültürleri için karbon kaynağı olarak kullanılmıştır. TLC oligosakkarit ayırma ve saflık analizi nedeniyle düşük maliyet ve hızlı sonuç dönüş
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Son on yılda insan bağırsak mikrobiyota bileşimi ve faaliyetleri anlama yolunda önemli ilerleme yapılmıştır. Bu çalışmaların bir sonucu olarak, holobiont kavramı ortaya çıkmıştır, hangi konaklar ve ilişkili mikrobiyal topluluklar arasındaki etkileşimleri temsil eden, insanlar ve bağırsak mikrobiyota arasında olduğu gibi19,20. Ayrıca, insanlar bile şimdi süperorganizmalar21olarak kabul edilir , bağırsak mikrobiyota insanlarda fonksiyonel or...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarlar çıkar çatışmaları olmadığını beyan ederler. Rakamlar Yin ve ark belirtilmiştir. 11. Yıl.
Bu çalışma Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (No. 31741109), Hunan Doğa Bilimleri Vakfı (No. 2018JJ3200) ve Hunan Bilim ve Mühendislik Üniversitesi'nde uygulamalı karakteristik disiplinin yapı programı tarafından finanse edilmiştir. LetPub'a (www.letpub.com) bu makalenin hazırlanmasısırasındaki dilsel yardımları için teşekkür ederiz.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 0.22 ve mikro; m membran filtreler | Kırlangıç SLGP033RB | Numuneleri filtrelemek için kullanın | |
| 0,4 mm Elek | Thermo Fischer | 308080-99-1 | İnsan dışkı örneklerini hazırlamak için kullanın |
| 5-bromo-4-kloro-3-indolil ve beta;-D-galaktopiranosid (X-Gal) | Solarbio | X1010 | Renk plakası hazırlamak için kullanın |
| Asetic | Sigma-Aldrich | 71251 | SCFA |
| Agar | Solarbio | YZ-1012214 | Orta |
| Anaerobik oda | Electrotek bileşeni ve nbsp; | AW 400SG | Bakteri kültürü ve fermantasyon |
| Otoklav | SANYO | MLS-3750 | tonunu otoklavlamak için kullanın |
| Sigma-Aldrich | 70178 | Orta | |
| Pişirme fırınının | Shanghai Yiheng Scientific Instruments Co., Ltd | DHG-9240A | |
| Sığır Eti Özü | Solarbio | G8270 | Ortamın bileşeni |
| Bifidobacterium longum Reuter | ATCC | ATCC® 51870™ | bakteri |
| Safra Tuzları | Solarbio | YZ-1071304 | Orta |
| Butirik | Sigma-Aldrich | 19215 | bileşeni SCFA |
| CaCl2 | Solarbio | C7250 | Orta |
| Kılcal kolon | tuz çözeltisi SHIMADZU-GL | InertCap FFAP (0,25 mm ve kez; 30 m ve kez; 0,25 μ m) | SCFA tespiti için kullanılır |
| Kazein Pepton | Sigma-Aldrich | 39396 | Orta |
| Santrifüj | bileşeni Thermo Scientific | Sorvall ST 8 | Santrifüjleme için kullanın |
| CoSO4< / sub>.7H < sub>2 < / sub>O | Solarbio | C7490 | Orta |
| CuSO'nun bileşeni 4< / sub>.5H < sub>2 < / sub>O | Solarbio | 203165 | Orta |
| Sistein-HCl | Solarbio | L1550 | Orta |
| Etanol | bileşeni Sigma-Aldrich | E7023 | K vitamini hazırlamak için kullanın 1< / sub> |
| FeSO4< / sub>.7H < sub > 2 < / sub>O | Solarbio | YZ-111614 | Orta |
| Formik Asit | Sigma-Aldrich | 399388 | TLC |
| Gaz kromatografisi | Shimadzu Corporation | GC-2010 Plus | SCFA tespiti için kullanılır |
| Cam beher | Fisher Scientific | FB10050 | Bulamaç hazırlama için kullanılır |
| Glikoz | Solarbio | G8760 | Orta |
| Haemin | Solarbio | H8130 | bileşeni Orta |
| HCl'nin | bileşeniSigma-Aldrich | 30721 | Tamponların pH'ını ayarlamak için kullanılan temel çözelti |
| İzobütirik | Sigma-Aldrich | 46935-U | SCFA |
| İzovalerik Asitler | Sigma-Aldrich | 129542 | SCFA |
| K2HPO<>sub4 | Solarbio | D9880 | Orta |
| KCl | Solarbio | P9921 | Orta |
| KH2< / sub>PO 4< / sub> | Solarbio | bileşeni P7392 | Orta |
| LiCl.3H2< / sub>O | Solarbio | C8380 | Renkli plaka hazırlamak için kullanın |
| Et Özü | Sigma-Aldrich-Aldrich | 70164 | bileşeni |
| B7350 | SCFA | ||
| MgCl için standart numune MgCl<>2< / sub>.6H < sub>2< / sub>O | Solarbio | M8160 | Orta |
| MgSO4< / sub>.7H 2< / sub>O | Solarbio | M8300 | |
| MISEQ | Illumina | MiSeq 300PE sisteminin | DNA dizilimi |
| MnSO4< / sub>. H20 | Sigma-Aldrich | M8179 | Orta |
| Mupirosin | tuz çözeltisi Solarbio | YZ-1448901 | Antibiyotik |
| NaCl | Solarbio | YZ-100376 | Orta |
| NaHCO3< / sub> | Sigma-Aldrich 792519 | Tuz çözeltisi Orta | |
| NanoDrop ND-2000 | tuz çözeltisi NanoDrop Teknolojileri | ND-2000 | DNA konsantrasyonlarını belirleyin |
| NaOH | Sigma-Aldrich | 30620 | Tamponların pH'ını ayarlamak için kullanılan bazik çözelti |
| n-bütanol | ChemSpider | 71-36-3 | |
| NiCl2 | Solarbio | 746460 | Ortamın bileşeni |
| Orcinol | Sigma-Aldrich | 447420 | Orsinol reaktiflerini |
| hazırlamak için kullanılırPropiyonik | Sigma-Aldrich | 94425 | SCFA |
| QIAamp DNA Dışkı Mini Kiti | QIAGEN | 51504 | Bakteriyel genomik DNA |
| Özü Kullanıma hazır PBS tozu | Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. | A610100-0001 | Lipid süspansiyonunu hazırlamak için kullanılır |
| Resazurin | Solarbio | R8150 | Anaerobik Ekipman |
| Hızlı Vakum Konsantratörü | LABCONCO | CentriVap | EPS'leri hazırlamak için kullanın |
| Nişasta | Solarbio | YZ-140602 | Karbon kaynağına kullanın |
| Sülfürik Asit | Sigma-Aldrich | 150692 | Orsinol reaktiflerini |
| T100 PCR | BIO-RAD | PCR amplifikasyonu | |
| TLC alüminyum levhalar | MerckMillipore | 116835 | TLC |
| Triptikaz Pepton | Sigma-Aldrich | Z699209 | için kullanılır Orta |
| Tripton | Sigma-Aldrich | bileşeni T7293 | Ortamın bileşeni |
| Tween 80 | Solarbio | T8360 | Ortamın tuz çözeltisi |
| Valeric | Sigma-Aldrich | 75054 | SCFA Vitamini K için standart numune |
| 1< / sub> | Sigma-Aldrich | V3501 | |
| Vorteks osilatörünün | Scientific Industries | Vortex.Genie2 | Maya Ekstraktını girdaplamak için kullanın |
| Sigma-Aldrich | Y1625 | Orta | |
| ZnSO4.7H bileşeni2O | Sigma-Aldrich | Z0251 | Ortamın bileşeni |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.