小鼠模型的肠道菌移植（肠道微生物小鼠灌胃）服务介绍

引言

近年来微生物组的研究颠覆了人们对许多疾病的认知，已经证实肿瘤、消化、精神、代谢、心血管等多种疾病均与肠道菌群变化密切相关。肠道微生物是存在于动物消化道内的庞大且复杂的细菌群落，它们在宿主的健康和疾病状态中扮演着重要角色。

通过研究这些微生物，能够更好地理解饮食、药物以及环境因素如何影响宿主的生理过程，包括免疫反应、代谢功能以及神经系统的活动。

实验室小鼠目前是生物医学研究中的主要实验模式动物，众多基因工程和突变小鼠品系的可用性极大地促进了功能研究。

将单菌或菌群移植到小鼠体内，基于小鼠模型菌群移植的实验结果，评估特定微生物对宿主的影响，或者研究药物、营养物质等通过口服途径对生物体的作用。这类实验对于理解微生物与宿主之间的相互作用、开发新的治疗方法或疫苗具有重要意义，被广泛应用于研究人类疾病的动物模型中，如肥胖症、2型糖尿病、炎症性肠病等。

关键词：肠道微生物、小鼠灌胃、定量菌液、厌氧菌培养、培养基定制

问题难点

利用无菌小鼠进行粪便移植或特定微生物的灌胃实验，可以更准确地探索单个微生物或整个微生物群落对宿主的影响。但实验过程也面临着一些不可避免的问题：

厌氧环境：人体结肠中的微生物群落最为丰富，结肠特殊的结构和功能机制，决定了多数肠道微生物是严格厌氧的，要解决厌氧培养条件。

营养需求：很多肠道微生物对于营养要求很高，增加了培养基配置的复杂性。

特性稳定：将肠道菌控制到合适量级，确保有效但不过度影响，且保持批次菌株的稳定一致，确保结果的可重复性较为困难。

分离纯化：由于肠道微生物组的高度复杂性，很难将单个种从混合群分离出来单独培养。

为了更好服务科研人员日益增长的肠道微生物研究需求，同时结合小鼠灌胃实验中的常见问题，我们针对性地推出了肠道微生物小鼠灌胃辅助服务。

肠道微生物小鼠灌胃

服务介绍

微生物样品经过处理后，通过灌胃的方法，将微生物由小鼠口腔直接注入到小鼠胃中，使其在小鼠肠道定植，从而实现无菌小鼠肠道微生物移植，研究微生物在无菌小鼠的功能和作用机制等。

肠道微生物研究潜力巨大，但是研究人员不得不面对的一个问题是，多数肠道菌的培养均要求严苟厌氧条件，尤其对于灌胃的菌量来说，由厌氧袋、厌氧罐或者简易厌氧手套箱（厌氧工作站）提供的厌氧环境，远远不能满足需求。

即使花费大价钱采购了昂贵的厌氧设备，还要处理娇贵的厌氧菌株，一个不小心菌株就死掉了，及其影响心态，浪费时间精力，非常耽搁科研进度。因此，我司推出了肠道菌的菌液定制服务，预先将菌株制备为实验所需的浓度，并将其分装自合适的厌氧管之中，方便科研人员取用，并且尽量降低取用对于菌株本身的活性损失。

常见问题解答：

我是新手小白，如何进行小鼠灌胃实验？

若团队有相关研究基础，最佳方法是向具备小鼠灌胃操作经验的同仁沟通；对于没有条件和经验的客户，我们撰写了一篇灌胃实验的通用操作教程（大鼠亦可参考），仅供学习参考。《小鼠灌胃实验的通用操作教程》（访问链接：https://www.huizaobio.com/article/a303.html）

如何挑选肠道菌移植（小鼠灌胃）的目标菌株？

通常，客户依托自身的基金项目或研究课题，均提前选取了感兴趣的目标菌株；若暂未确定菌株，我们摘录了几篇相关研究中筛选分离的肠道菌，以及这些菌株的一些相关信息，供大家参考、研究和探索。

文章综述 | 人类肠道微生物组成及其在疾病早期诊断中的意义（访问链接：https://www.huizaobio.com/article/a285.html）

人类肠道微生物群（马赛大学） （访问链接：https://www.huizaobio.com/article/a282.html）

人类肠道微生物群（桑格研究所） （访问链接：https://www.huizaobio.com/article/a283.html）

miBC:小鼠肠道微生物群分离保藏项目 （访问链接：https://www.huizaobio.com/article/a284.html）

人体肠道微生物

如何设置肠道菌移植（小鼠灌胃）的菌液浓度？确定浓度后，菌株培养时如何进行浓度定值？

菌株的采样方法、温度和氧气暴露等，均会对肠道菌定植产生影响，因此菌量只是影响定植的一个环节，一般没有严格要求。通常来说，菌液浓度达到10^8-10^9cfu/ml，可满足大部分实验要求。定植周期为2-4周，依据预实验结果，调整灌胃剂量和周期。

“麦氏比浊法 + 平板计数法”可解决多数情况下的菌液定量问题，然而很多厌氧菌缺少合适的固体培养基，或者固培成本过于高昂，因此并不适合平板计数。另一方面，厌氧菌稀释后涂板，这种情况下，仅能用麦氏比浊法定量级数，无法确定精确系数。也可采用“分光光度计”测量菌液OD600，根据经验，常规细菌浓度达到10^8-10^9cfu/ml，OD600 约可换算为 0.1-1.0 之间。

常用换算关系（适用细菌）：

麦氏比浊标准管：0.5，1.0，2.0，3.0，4.0（标准管号×3.0×10^8cfu/ml，可换算为细菌近似浓度）

细菌近似浓度（cfu/ml）：1.5×10^8，3.0×10^8，6.0×10^8，9.0×10^8，12.0×10^8

吸光度OD600（浊度）：0.128，0.255，0.449，0.579，0.667

透光率OD600：74.3%，55.6%，35.6%，26.4%，21.5%

细菌浓度测量的更多操作参见：《细菌浓度测量：麦氏比浊法详解及其与OD600、平板计数法的比较与操作）》

菌液灌胃周期设置几周合适，多久后能实现菌株定植？

根据文献数据：

以C57BL/6小鼠为参照，无害梭菌Clostridium innocuum I46 和 嗜黏蛋白阿克曼菌 Akkermansia muciniphila YL44，可迅速在定植过程中保持丰度稳定，及灌胃的第2天即可达到稳定检测的水平；肠鼠杆菌 DSM 28989/Muribaculum intestinale (YL27)则在至少4天后才能达到检测水平；鼠刺杆菌 KCTC 15540/Acutalibacter muris KB18则很难在小鼠肠道内实现定植；其它如双歧杆菌动物亚种和粪肠球菌等，亦是很轻松地实现肠道的16S rRNA基因拷贝数的检测水平。

做几个推论：

1、不论是检测是否定植，或是丰度水平随时间的变化，将灌胃周期设置为3周，对于大多数肠道菌是一个较为稳妥的选择，其它情况可根据文献或相关研究，适当减少和增加定植周期。

2、连续接种、提高浓度，可提高定植成功率和缩短周期。

3、对于无菌小鼠的联合定植，首批定植成功，会增加后续定植菌株的定植成功率，可理解为：‘“首批定植菌株会将肠道，优化出更适合肠道菌生长的条件，如，氧化还原电位”。

灌胃前的抗生素如何选用？

细菌灌胃前，可按推荐的抗生素及浓度，对小鼠进行处理：

小鼠灌胃抗生素及浓度推荐（图源提供：广东国家实验室李博士）

如何确定抗生素啥菌后的效果，小鼠有何反应？

小鼠注射抗生素后，由于菌群失调和代谢失衡，会导致盲肠内容物发酵异常，内容物滞留，进而引发膨胀。

小鼠注射抗生素后，盲肠膨胀照片（图源提供：同济医学院姬博士）

可通过16S rDNA测序，观察肠道菌群的丰度变化，检测抗生素效果。

如何挑选肠道菌移植（小鼠灌胃）的溶液/溶剂？

首先，无论使用什么溶剂，实验都需要做好对照组，以排除溶剂影响；

溶剂的理化性质，如pH、粘稠度、渗透压等都会对实验产生影响，需要慎重考虑。例如粘稠度过高可能会导致注射用针头的堵塞，粘在针头外的药物还有可能进入气管，造成给药剂量不准确，甚至对实验动物的致命伤害。pH值会影响吸收度，以及对组织的伤害，过酸或过碱有可能导致实验动物的腹泻、呕吐、组织溃疡或坏死，及实验动物的痛苦，建议pH控制在7.3-7.4。

常用的微生物溶剂，及其优缺点如下：

液体培养基

可为微生物提供必需的营养成分，有助于保持其活力和功能状态。对于一些苛养菌来说，使用专门的培养基可能是唯一的选择。缺点是某些成分会被宿主吸收或改变肠道环境，间接影响实验。

溶剂选择液培，对于实验流程来说最简单，只要浓度定值恰当，不需额外的离心重悬步骤，可节省大量时间精力。

磷酸盐缓冲液（PBS）

PBS是一种等渗、弱缓冲、无毒溶液，pH接近中性，能最大降低刺激菌体，而且不会干扰大部分生物实验。但若要维持微生物长期存活，PBS可能不是最佳选择。

生理盐水（0.9% NaCl）

生理盐水是等渗溶液，不会引起组织损伤或应激反应。成本低廉，适合大规模制备。但同样的，缺乏必要的营养成分。

脱脂牛奶或乳清

富含蛋白质和其他营养物质，且能保护微生物免受胃酸影响，常用于益生菌的递送。缺点：可能会被消化道酶分解，释放副产物干扰实验。

甘油溶液（10-20%）

甘油作为一种保护剂，可以在低温下长期保存微生物。缺点：高浓度甘油可能会对损伤菌体，甘油具有甜味，可能会产生非预期食物摄入。

表面活性剂（如Tween 80）

表面活性剂可以分散微生物，防止聚集成团，提高分布均匀性和剂量准确性。适用于那些容易形成沉淀或聚集的微生物。缺点是可能影响微生物生存能力，或改变其表面特性。可能会与宿主的免疫系统发生相互作用，从而影响实验结果。

（注：如果需要离心处理，在离心重悬时，最好补充少量还原剂，中和离心过程中，进入的残余氧）

人体肠道微生物培养基

定量菌液的保存期限为多久？如何保证肠道菌移植（小鼠灌胃）定量菌液的活性？

以粪便普雷沃氏菌（Prevotella copri）为例，经实验室测试验证，在如下条件：厌氧玻璃管分装，PBS溶剂，浓度10^9cfu/ml,4℃冰箱保存；活性至少可维持1周左右，期间会有正常的代谢死亡，将菌液转移至新鲜培养基，活性仍能满足扩培需求。

因此，考虑到实验过程中的其它损耗，建议定量菌液最好5天内使用。

为保证活性，最佳方法是现配现用。但是受限于时间、精力和实验条件，许多老师无法做到现配现用。因此，我司推出批次发货服务，单次提供4-5天实验的菌液用量，最大程度保证菌体活性。

小鼠灌胃成功后，如何进行细菌定植检测？

小鼠灌胃成功一周后，取粪便样本并留样进行16s rRNA测序或PCR检测。

粪便采集：双手进入隔离器后，固定小鼠，使其双手抓住笼盖，将其尾部提起，用手指轻轻按压小鼠下腹部，刺激小鼠排便，粪便样本放入EP管。将EP管接口处使用封口胶封口后按照无菌传递物品要求，将其传出隔离器。

粪便样本和原始菌液同时进行16s rRNA测序或PCR检测，评估细菌定植情况。PCR分析，V3区或V6区多样性分析相似度达95%以上即定植成功。

如何检测菌株的生长代谢情况，以及药物加入，对菌株生长的相互影响作用？

小鼠灌胃成功后，研究者如果想继续观察菌体代谢情况，可参考同济医学院姬博士关于丝状动杆菌 Kineothrix alysoides（KA, DSM 100556 = HZB365640）的实验设计：

培养条件：Medium 255 , 37°C，厌氧（详见：https://www.dsmz.de/collection/catalogue/details/culture/DSM-100556）；

Medium 255成分说明：KH₂PO₄：0.5g，K₂HPO₄·3H₂O：1.0g，Urea：2.0g，MgCl₂·6H₂O：0.5g，CaCl₂·2H₂O：0.05g，吗啉丙磺酸：10.0g，刃天青钠：0.5mg，酵母浸粉：6.0g；使用方法：称取本品20.5g于1L去离子水中，另添加1.25ml FeSO4·7H2O (0.1% w/v in 0.1N H2SO4))，微温搅拌溶解，冷至25℃，调节pH至7.2，通入100%N2气体30-45分钟驱除溶解氧，补入L-半胱氨酸盐酸盐一水合物1.0g，再次调节pH至7.2，100%N2气体环境下分装至适宜的厌氧容器中，121℃高压灭菌15分钟，冷却。临用前无菌操作添加纤维二糖0.5g，备用。

# 取样步骤：培养好的菌液混匀后，取大于5mL的菌液，3000rpm，4℃离心10min，取上清，液氮速冻15min，转移至-80℃冰箱，足量干冰寄送。液氮速冻可以用30L液氮罐

实验一、Kineothrixalysoide（KA）能否利用 * * 促进生长（** 为待研究药物）

分组（每组3个平行）：

1、空白组1：去除培养基中的纤维二糖，作为阴性对照

2、空白组2：DD水作为培养基

3、低剂量多糖组：2.5mg/mL * * 替代纤维二糖

4、高剂量多糖组：5mg/mL * * 替代纤维二糖

OD600检测时间点：0h、4h、8h、12h、24h、28h、32h、36h、48h、54h、60h、72h；

实验二、KA能否利用 * * 生成短链脂肪酸

菌液OD600约为0.1-0.2时开始培养

分组（每组2个平行）：

1、完全培养基

2、完全培养基+5mg/mL * *

3、5mg/mL * * 替代纤维二糖

取样时间点：0h、48h、60h、72h；

实验三、KA能否降解 * * 生成更小片段

菌液OD600约为0.1-0.2时开始培养

分组（每组2个平行）：

1、完全培养基+5mg/mL * *

2、5mg/mL * * 替代纤维二糖

取样时间点0h、48h、60h、72h

仅靠厌氧袋或厌氧罐，能否独立制备肠道菌的定量菌液？

很有难度。不仅是培养方面的难度，重悬定量也很有挑战性。

厌氧手套箱

菌株没有合适的液体培养基，如何制备菌悬液？

可采用平板洗脱的方法，收集菌体，制备菌悬液，缺点是大量制备定量菌液时，需要培养更多的平板，不仅周期更长，也增加了污染风险。

除了定量菌液，其他培养过程中的产物，能否提供？

离心重悬后的沉淀和上清，可以分开提供（干冰运输），通常用于研究菌体代谢产物。

定制服务如何收费？

定制服务的费用，主要与3个因素相关：培养难度、定量浓度和菌液总量。其中，培养难度越高，试剂耗材成本越高，并且可能存在失败风险；而定量浓度和菌液总量越高，原液需求越大，物料和时间成本相应更高。比如，部分厌氧菌原液浓度很低，制备同等浓度的定量菌液，可能需要培养出数倍，甚至数10倍数量的原液。同时，批次多了，运输费用也要同步上升。

以肥胖相关的肠道菌嗜黏蛋白阿克曼菌 Akkermansia muciniphila举例，阿克曼菌采用CMC肉汤培养基，自然生长浓度10^8～10^9cfu/ml，当定量浓度10^9cfu/ml报价参考如下：

1、培养原液（不重悬），总量10.0ml，费用2000元，若需PBS重悬，费用3000元；

2、培养原液（不重悬），总量100ml，分5批邮寄（4天一批，单批25ml，2.0-5.0ml/支），费用6500元，若需重悬，费用9800元；

3、培养原液（不重悬），总量2000ml，分8批邮寄（4天一批，单批250ml，5.0-10ml/支），费用28000元，若需重悬，费用36000元；

4、其他规格，可参照以上定价，或直接与客服人员沟通

（注：为保证离心重悬对菌体造成的损失，同等浓度定量菌液，一般需要培养1.5-2倍数量的原液备用。）

在服务过程中，我们会不断收集问题反馈，将高频率提问不定期更新于此。

【参考资料】

Reproducible Colonization of Germ-Free Mice With the Oligo-Mouse-Microbiota in Different Animal Facilities. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6965490/ .# 为调查/复现不同肠道微生物的肠道定植效果，作者选取了多种菌属肠道菌进行灌胃，可供灌胃客户参考，包括常见的拟杆菌，布劳特氏菌，普拉梭菌，阿克曼菌，真杆菌，双歧杆菌，鼠李糖菌等

A gut pathobiont synergizes with the microbiota to instigate inflammatory disease marked by immunoreactivity against other symbionts but not itself. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5735134/

Optimization and standardization of the culturomics technique for human microbiome exploration. Sci Rep10, 9674 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-66738-8

【相关资源】

名称：嗜黏蛋白阿克曼菌 | Akkermansia muciniphila

菌株编号：HZB366847, ATCC BAA-835, DSM 22959

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最近更新日期：2025-07-20 / 2025-06-27 / 2025-06-16

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