一种基于高内涵的肠道菌群代谢物筛选方法

本发明涉及细胞生物学，特别是涉及一种基于高内涵的肠道菌群代谢物筛选方法。

背景技术：

1、胃肠道即是人体消化吸收的主要器官，又是保护机体免受潜在的有害分子和致病性生物体的侵害的重要屏障。此外，人体肠道中含有数以万计的肠道菌群。肠道菌群是寄居在人体胃肠道内的微生物群，数量庞大种类繁多，人胃肠道内含约1000种细菌，数量高达1014，细菌总数比人体细胞总数多10倍，携带的基因数是人体细胞的100倍，菌体总量占人体质量的1/60～1/50。肠道菌群在代谢调节过程中发挥着重要作用，这种作用模式主要是通过肠道菌群产生的代谢物。即使在单个代谢物中，肠道菌群代谢物也与宿主健康和疾病密切相关。影响因素主要包括遗传、生活方式和环境等因素。这些肠道菌群代谢物直接或者间接的影响宿主的生理功能。

2、近年来，肠道类器官逐渐成为研究肠道发育、功能和疾病的体外替代模型。与之前的体外动物模型相比，类器官具有培养成功率高、培养周期短、组织差异小等优点。与种类单一的2d培养相比，3d类器官包含多种细胞类型，可以建立起生理上的细胞-细胞与细胞-细胞外基质相互作用，模拟天然组织的特异性。

3、高内涵细胞成像系统指在保持细胞活性、结构和功能完整性的前提下，在亚显微形态下同时检测不同条件对细胞形态、生长、分化、迁移、凋亡、代谢途径及信号转导等方面的影响，从单一实验中获取大量相关信息，确定其生物活性和潜在毒性。现有的肠道类器官多用于研究肠道发育及肠道疾病，且在筛选方面多用于药物及小分子化合物的筛选，尚未见能够将肠道类器官用于道菌群代谢物的筛选的相关报道。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于高内涵的肠道菌群代谢物筛选方法，以解决上述现有技术存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种基于高内涵的肠道菌群代谢物筛选方法，将肠道菌群代谢物与肠道类器官进行共培养，结合高内涵技术对肠道类器官的生理指标进行检测，对肠道菌群代谢物进行筛选。

4、优选的是，所述生理指标包括细胞活力、高尔基体损伤、线粒体损伤、溶酶体损伤和内质网损伤。

5、优选的是，所述细胞活力为利用细胞活力检测试剂盒对细胞活力进行检测。

6、优选的是，所述高尔基体损伤、线粒体损伤、溶酶体损伤和内质网损伤的检测方法为：用高内涵对细胞活力、高尔基体、线粒体、溶酶体和内质网进行检测，利用高尔基体、线粒体、溶酶体和内质网染色探针对高尔基体、线粒体、溶酶体和内质网进行染色，检测高尔基体、线粒体、溶酶体和内质网的变化；所述细胞活力为利用细胞活性与细胞毒性检测试剂盒对细胞活力进行检测。

7、优选的是，所述肠道类器官为200μm以下的结直肠类器官。

8、优选的是，包括以下步骤：

9、(1)将肠道菌群代谢物与肠道类器官进行共培养，培养完成后用高内涵技术对细胞活力进行检测，筛选出降低细胞活力的毒性物质ⅰ；

10、(2)利用步骤(1)筛选出的毒性物质ⅰ对肠道类器官进行染毒，染毒结束后检测细胞的高尔基体损伤、线粒体损伤、溶酶体损伤和内质网损伤，筛选出对细胞超微结构有损伤作用的毒性物质ⅱ；

11、(3)利用步骤(2)筛选出的毒性物质ⅱ对肠道类器官进行染毒，染毒结束后检测细胞的高尔基体损伤、线粒体损伤、溶酶体损伤和内质网损伤，评价毒性物质ⅱ对细胞超微结构的损伤。

12、优选的是，在步骤(1)中，所述肠道菌群代谢物的浓度为10μm。

13、优选的是，在步骤(2)中，所述毒性物质ⅰ的浓度为10nm。

14、优选的是，在步骤(3)中，所述毒性物质ⅱ的浓度为10pm。

15、基于上述技术方案，本发明具有以下技术效果：

16、本发明提供了基于高内涵分析的肠道类器官毒性评价体系，构建了快速、有效、可靠的用于发现早期肠道损伤以及阐明肠道损伤机理、药物和疗法的筛选及评价体系。本发明建立的筛选方法可以利用肠道类器官实现快速的肠道菌群代谢物的筛选，能够早期快速的发现肠道菌群代谢物的毒性以及发现早期的损伤指标，为阐明肠道菌群代谢物对肠道作用的分子机制提供了基础。

技术特征：

1.一种基于高内涵的肠道菌群代谢物筛选方法，其特征在于，将肠道菌群代谢物与肠道类器官进行共培养，结合高内涵技术对肠道类器官的生理指标进行检测，对肠道菌群代谢物进行筛选。

2.根据权利要求1所述的肠道菌群代谢物筛选方法，其特征在于，所述生理指标包括细胞活力、高尔基体损伤、线粒体损伤、溶酶体损伤和内质网损伤。

3.根据权利要求2所述的肠道菌群代谢物筛选方法，其特征在于，所述细胞活力为利用细胞活力检测试剂盒对细胞活力进行检测。

4.根据权利要求2或3所述的肠道菌群代谢物筛选方法，其特征在于，所述高尔基体损伤、线粒体损伤、溶酶体损伤和内质网损伤的检测方法为：用高内涵对细胞活力、高尔基体、线粒体、溶酶体和内质网进行检测，利用高尔基体、线粒体、溶酶体和内质网染色探针对高尔基体、线粒体、溶酶体和内质网进行染色，检测高尔基体、线粒体、溶酶体和内质网的变化；所述细胞活力为利用细胞活性与细胞毒性检测试剂盒对细胞活力进行检测。

5.根据权利要求1-4任一项所述的肠道菌群代谢物筛选方法，其特征在于，所述肠道类器官为200μm以下的结直肠类器官。

6.根据权利要求1-5任一项所述的肠道菌群代谢物筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的肠道菌群代谢物筛选方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述肠道菌群代谢物的浓度为10μm。

8.根据权利要求7所述的肠道菌群代谢物筛选方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述毒性物质ⅰ的浓度为10nm。

9.根据权利要求6所述的肠道菌群代谢物筛选方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述毒性物质ⅱ的浓度为10pm。

技术总结
本发明公开了一种基于高内涵的肠道菌群代谢物筛选方法，属于细胞生物学技术领域。将肠道菌群代谢物与肠道类器官进行共培养，结合高内涵技术对肠道类器官的生理指标进行检测，对肠道菌群代谢物进行筛选。本发明提供了基于高内涵分析的肠道类器官毒性评价体系，构建了快速、有效、可靠的用于发现早期肠道损伤以及阐明肠道损伤机理、药物和疗法的筛选及评价体系。本发明建立的筛选方法可以利用肠道类器官实现快速的肠道菌群代谢物的筛选，能够早期快速的发现肠道菌群代谢物的毒性以及发现早期的损伤指标，为阐明肠道菌群代谢物对肠道作用的分子机制提供了基础。

技术研发人员：陈瑞,王晶,孟庆涛,李晓波,陈汉清,张夏男,吴申申,王佳佳,朱家豪,许朵,牛国蕾
受保护的技术使用者：首都医科大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27