干货分享——聊聊微生物共培养那些事

微生物共培养是一种在无氧或低氧条件下进行的微生物学实验技术，旨在模拟特定的生物环境，以研究微生物之间的相互作用及其相关功能。在共培养实验中，研究人员可以控制培养条件，如温度、pH值和营养成分，以促进特定微生物群体的生长和代谢活动。这种技术不仅有助于理解微生物在复杂生态系统中的角色，还可以揭示它们与宿主或环境之间的相互作用，对解析微生物生态学、病原生物学及生物技术应用具有重要意义。

微生物共培养研究趋势

近年来，微生物共培养研究呈现出几大显著的发展趋势和创新点：

1. 组学技术的整合：微生物共培养研究日益整合组学技术（如基因组学、转录组学、代谢组学），能够深入分析微生物在分子层面的相互作用，揭示代谢交换和调控机制。

2. 微生物组研究应用：微生物共培养技术越来越多地应用于研究复杂的微生物群落，如人体肠道微生物组，为理解微生物相互作用在健康、疾病及治疗干预中的作用提供了重要见解。

3. 合成生物学方法的应用：合成生物学的进展使得可以工程化微生物共培养系统，用于生产生物燃料、药物和生物修复等特定目的，优化微生物合作和代谢途径。

4. 环境和工业生物技术的应用：微生物共培养技术在环境生物技术领域的应用日益广泛，包括污染物的生物降解和废水处理，同时在工业中用于提高发酵过程的产量和效率。

5. 计算建模和仿真：计算建模和仿真技术在预测和优化微生物共培养相互作用中应用越来越广泛。这些工具有助于设计具有特定功能的共培养系统，并预测在不同环境条件下的表现。

6. 标准化和自动化：正在制定微生物共培养实验的标准化方案，推动实验的自动化。标准化能够增强实验的可重复性，促进比较研究，并加速共培养技术在各类研究和工业应用中的应用。

总的来说，微生物共培养研究领域在微生物学、生物技术和计算科学的交汇点上，展现出动态发展的局面。技术和方法学的持续进步将进一步深入对微生物相互作用的理解，并在各学科领域中展现出广泛的应用前景。

Cerillo共培养系统介绍

微生物共培养的研究离不开微生物共培养系统，其中Cerillo共培养系统被认为是微生物共培养研究的最佳平台。

Cerillo共培养系统的多孔屏障在物理上隔离了不同种群，同时保持了流体接触，使研究人员能够观察和研究单个微生物种群，并支持微生物种群之间的相互作用研究。

Cerillo共培养系统主要具有以下特点：

• 提供现成的、随时可用的平台，消除了资源密集型设置。
• 与其他自动化系统兼容，具备灵活性和自由度。
• 可扩展，支持高通量实验，以获得更快的结果和全面的数据分析。
• 标准化的方法更易于实验复制和比较。

开普敦大学研究实例

接下来，与大家分享开普敦大学的黏膜免疫学小组在微生物共培养与妇女健康研究中的应用实例——应对非洲细菌性阴道病的普遍挑战。

开普敦大学的黏膜免疫学小组正在进行一项研究，重点解决细菌性阴道病（BV），这是女性健康的一个持续挑战。他们的团队使用Cerillo共培养系统来分离和测试益生菌，这些益生菌可以提供地区性相关的、可负担得起的BV治疗。这项工作是改善妇女健康的重要措施，特别是在非洲地区。

研究方法与目标

黏膜免疫学小组希望了解最佳益生菌，如乳酸菌（Lactobacillus crispatus）与BV相关的细菌（Gardnerella spp和Prevotella spp）之间的相互作用。他们通过确定区域相关的、可负担得起的益生菌候选物，发现非洲人群中的女性具备纵向稳定的、最佳的阴道微生物群。目前，研究小组已经从这些女性的阴道中分离出潜在的益生菌候选物，并尝试了解它们与来自同一人群BV相关细菌的相互作用。

共培养实验是这方面的关键。Cerillo共培养系统将允许他们在之前的概念实验基础上建立更深入的实验。

使用Cerillo共培养系统进行实验

研究小组计划在不同的Gardnerella/Prevotella/Fannyhessea物种存在下培养益生菌候选物（L. crispatus），并回答以下关键问题：

1. 在正向竞争实验中会发生什么？

• 实验：在不同的孔中同时接种L. crispatus和Gardnerella/Prevotella/Fannyhessea，观察它们各自的生长动力学。
• 变体：使用L. crispatus菌株组合时，生长结果是否有所不同？是否可以创建一个能抑制BV相关菌株组合的L. crispatus组合？
• 关键指标：生长动力学。

2. 是否需要对益生菌进行先期培养以诱导抑制活性？

• 实验：生长L. crispatus的重复培养物至对数生长期，然后在每对共培养孔中分别接种BV致病菌株（“诱导”）或无菌培养基（“未诱导”）。收集每个培养物的上清液，并进行抑制活性的点测试。
• 关键指标：抑制活性及部分生长动力学数据。

3. 在与BV相关细菌共培养时，益生菌候选者会发生什么代谢组学变化？

• 实验：将单一的L. crispatus或菌株组合与不同的BV相关细菌共同接种于第二个共培养孔（并设置“未诱导”对照）。比较L. crispatus在两种不同条件下的表达谱（RNA测序）、蛋白组（液相色谱-质谱）和代谢组（LC-MS/MS），以识别可能负责抑制活性的物质。

这些实验的结果将帮助研究小组更好地理解阴道细菌之间的相互作用，并识别出益生菌开发的优先候选者。

北京隆福佳主要致力于低氧/厌氧领域设备的研发、生产和销售，在细胞产业和微生物研究领域方面，主要致力于低氧/厌氧设备的研发生产与销售。主要经营产品有进口Baker Ruskinn以及国产迈沃德品牌的低氧/厌氧工作站，同时北京隆福佳还代理美国Cerillo 旗下的产品微生物生长曲线仪和微生物共培养系统，为科研工作站提供了强有力的支持，促进了基础研究向应用研究的转化，为解决现代生物学中的复杂问题提供了新思路和新方法。