CN114585752A - 用于表征微生物组的组合物和方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种系统，其包括多种秀丽隐杆线虫培养物，其中每种培养物均包含模拟哺乳动物疾病或疾患的转基因秀丽隐杆线虫菌株。提供了使用系统例如表征哺乳动物微生物组的微生物菌株以及确定此类微生物菌株是否影响哺乳动物疾病或疾患的方法。

Description

用于表征微生物组的组合物和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年9月12日提交的美国临时专利申请第62/899,718号和2020年3月11日提交的美国临时专利申请第62/988,132号的优先权，所有两份临时专利申请的全部内容都通过引用方式以其整体并入本文。

背景技术

秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)是一种食细菌线虫，其长度约1mm，并且生活在温带土壤环境中。

发明内容

本公开提供了一种见解，即秀丽隐杆线虫(C.elegans)可以提供和/或代表用于评估微生物制品(例如，微生物组样本)的一个或多个特征的令人惊讶的有用的系统。除了其他方面，本公开描述了可用于评估微生物组样本以识别或表征此类微生物组样本的微生物菌株对某些疾病或疾患的影响和/或调节的技术。在一些实施方案中，此类技术可用于辨别特定患者或患者群体中的菌株水平差异。因此，本公开还提供了可用于评估患者特异性样本中微生物菌株的性质，并且因此提供个体患者的微生物组如何不同地影响其健康状况的患者特异性信息的技术。例如，在一些实施方案中，本文提供的技术可用于根据患者特异性样本中微生物菌株的性质识别患者可能易感的疾病或疾患。在一些实施方案中，本文提供的技术可用于识别患者体内有益的微生物菌株，例如，以保护患者免受某些疾病或疾患的侵害或赋予对某些疾病或疾患的抵抗力。因此，本文所描述的技术可用作用于筛选微生物组样本(例如，人类微生物组样本)中的疾病调节剂(例如，影响疾病或疾患的微生物菌株)的诊断工具。

实际上，在某些实施方案中，使用转基因秀丽隐杆线虫全动物模型系统来识别或筛选可以调节或影响神经退行性疾病或疾患(例如，阿尔茨海默病(Alzheimer’sdisease))的发病机制和/或发展的微生物组菌株(例如，存在于人类微生物组中的微生物组菌株)。阅读本公开的本领域技术人员将理解，本文描述的技术不仅适用于与神经退行性疾病(诸如举例说明的阿尔茨海默病)有关的用途，而且适用于可能与同微生物组相关的各种其他疾病或疾患有关的用途，所述可能与微生物组相关的各种其他疾病或疾患为诸如但不限于帕金森病(Parkinson'sdisease)、亨廷顿病(Huntington's disease)和肌萎缩侧索硬化症、II型糖尿病、肥胖症、高血糖症、葡萄糖耐受不良、胰岛素抵抗(即，高胰岛素血症、代谢综合征、X综合征)、高胆固醇血症、高血压、高脂蛋白血症、高脂血症(例如，血脂异常)、高甘油三酯血症、心血管疾病、动脉粥样硬化、外周血管疾病、肾脏疾病、酮症酸中毒、血栓性病症、肾病、糖尿病神经病变、糖尿病性视网膜病、早产儿视网膜病变、年龄相关性黄斑变性、青光眼、性功能障碍、皮肤病、消化不良、低血糖、代谢综合征、癌症或水肿。

在一些方面，本文提供了包含多种秀丽隐杆线虫培养物的系统，其中每种培养物均包含模拟疾病或疾患(例如，哺乳动物疾病或疾患)的转基因秀丽隐杆线虫菌株。在一些实施方案中，此类多种秀丽隐杆线虫培养物可包含至少5种或更多种(包括，例如，至少6种、至少7种、至少8种、至少9种、至少10种、至少15种、至少20种、至少25种、至少30种、至少40种、至少50种或更多种)秀丽隐杆线虫培养物。

在一些实施方案中，所提供的系统中的秀丽隐杆线虫培养物中的一种或多种包括模拟目标受试者中存在的疾病或疾患的转基因秀丽隐杆线虫菌株。在一些实施方案中，所提供的系统中的秀丽隐杆线虫培养物中的一种或多种可包括模拟哺乳动物疾病或疾患(例如，人类疾病或疾患)的转基因秀丽隐杆线虫菌株。待由秀丽隐杆线虫菌株模拟的示例性人类疾病或疾患可包括神经退行性疾病或病症(例如，阿尔茨海默病)。在一些实施方案中，待由秀丽隐杆线虫菌株模拟的疾病或疾患(例如人类疾病或疾患)可包括与改变的或有缺陷的HIF-1通路相关的疾病或疾患(例如，可包括细胞应激反应)。在一些实施方案中，例如，待由秀丽隐杆线虫模拟的疾病或疾患可为眼部新生血管疾病或病症(例如，糖尿病性视网膜病、早产儿视网膜病、年龄相关性黄斑变性，或青光眼)。在一些实施方案中，所提供的系统中的秀丽隐杆线虫培养物中的一种或多种可包括模拟非人类哺乳动物疾病或疾患，例如，犬科动物、猫科动物、马科动物、牛科动物、绵羊科动物、山羊科动物或猪科动物疾病或疾患的转基因秀丽隐杆线虫。

在一些实施方案中，本文描述的系统中提供的转基因秀丽隐杆线虫菌株可包含含有与靶疾病或疾患(例如，哺乳动物疾病或疾患)相关的特征序列元件的转基因。此类与疾病或疾患(例如，哺乳动物疾病或疾患)相关的特征序列元件可以是或包括外源基因(例如，哺乳动物基因)、DNA调控元件(例如，哺乳动物DNA调控元件)，以及/或者哺乳动物RNA调控元件。各种DNA和RNA调控元件是本领域已知的；因此，本领域技术人员将理解，在一些实施方案中，与疾病或疾患(例如哺乳动物疾病或疾患)相关的DNA调控元件可以是或包括增强子、启动子、沉默子、绝缘子、基因座控制区，以及其组合。在一些实施方案中，与疾病或疾患(例如，哺乳动物疾病或疾患)相关的RNA调控元件诸如，例如，非翻译区、内含子、剪接位点，以及其组合，可根据本公开使用。

额外地，或替代地，所提供的系统中的转基因秀丽隐杆线虫菌株可包含含有报道基因的转基因。此类报道基因的非限制性实例可包括但不限于荧光蛋白、磷光蛋白以及/或者生物发光蛋白。

在一些涉及秀丽隐杆线虫培养物的实施方案中，此类培养物中的至少两种或更多种可以各自包含模拟相同疾病或疾患(例如，哺乳动物疾病或疾患)的转基因秀丽隐杆线虫菌株。在一些此类实施方案中，此类培养物中的至少两种或更多种可以各自包含模拟与相同疾病或疾患(例如，哺乳动物疾病或疾患)相关的不同生化或分子通路的转基因秀丽隐杆线虫菌株。在一些涉及秀丽隐杆线虫培养物的实施方案中，此类培养物全部可以各自包含模拟相同疾病或疾患(例如，哺乳动物疾病或疾患)的相同转基因秀丽隐杆线虫菌株。

在一些涉及秀丽隐杆线虫培养物的实施方案中，此类培养物中的至少两种或更多种可以各自包含模拟不同疾病或疾患(例如，哺乳动物疾病或疾患)的转基因秀丽隐杆线虫菌株。

本文描述的系统可被用于表征微生物制品(例如，微生物组样本的微生物制品)与目标受试者中的某些疾病或疾患的关系以及/或者对目标受试者中的某些疾病或疾患的影响。因此，在一些实施方案中，此类系统中的一种或多种秀丽隐杆线虫培养物包含哺乳动物微生物组(例如，人类微生物组)的微生物。在一些实施方案中，此类秀丽隐杆线虫培养物中每一种都包括哺乳动物微生物组(例如，人类微生物组)的微生物。在一些实施方案中，此类系统中的一种或多种秀丽隐杆线虫培养物可以包含犬科动物、猫科动物、马科动物、牛科动物、绵羊科动物、山羊科动物或猪科动物微生物组的微生物。根据本公开使用的微生物组可从哺乳动物受试者的目标解剖位置获得或衍生自哺乳动物受试者的目标解剖位置。此类微生物组的实例可包括但不限于皮肤微生物组、口腔微生物组、鼻微生物组、胃肠道微生物组、脑微生物组、肺微生物组，以及/或者泌尿生殖道微生物组。

在一些实施方案中，每种秀丽隐杆线虫培养物中的微生物均可包含一种或多种微生物菌株。在一些实施方案中，每种培养物中的微生物均可包含单一微生物菌株。

在一些实施方案中，秀丽隐杆线虫培养物中的一种或多种可包含治疗剂或营养剂。

本文还提供了使用多种秀丽隐杆线虫培养物来表征微生物组的方法。在一些实施方案中，一种方法是用于筛选个体(例如，哺乳动物，例如，人)的微生物组以确定微生物菌株或微生物菌株的组合是否影响哺乳动物疾病或病症。在一些实施方案中，一种方法是用于基于个体的微生物组中的一种或多种微生物菌株诊断个体(例如，哺乳动物，例如，人)。在一些实施方案中，一种方法是用于基于个体的微生物组中的一种或多种微生物菌株监测个体(例如，哺乳动物，例如，人)的疾病或疾患进展。

在本文描述的一些实施方案中，提供了一种方法，该方法包括将从哺乳动物微生物组获得的微生物添加到本文描述的系统的每种秀丽隐杆线虫培养物中。在一些实施方案中，每种秀丽隐杆线虫培养物中的微生物均可包含一种或多种微生物菌株。在一些实施方案中，每种此类培养物中的微生物包含单一微生物菌株。本文描述的方法中使用的微生物组可从哺乳动物受试者的目标解剖位置获得或衍生自哺乳动物受试者的目标解剖位置。此类微生物组的实例可包括但不限于皮肤微生物组、口腔微生物组、鼻微生物组、胃肠道微生物组、脑微生物组、肺微生物组，以及/或者泌尿生殖道微生物组。

在一些实施方案中，方法可包括将哺乳动物微生物组的多种微生物菌株添加到多种秀丽隐杆线虫培养物中，其中不同的微生物菌株被添加到每种秀丽隐杆线虫培养物中，并且其中每种培养物均包含相同的转基因秀丽隐杆线虫菌株，并且转基因秀丽隐杆线虫菌株模拟哺乳动物疾病或疾患。

在一些实施方案中，秀丽隐杆线虫培养物中的一种或多种可包含治疗剂或营养剂。因此，在一些实施方案中，所描述的方法可以进一步包括将治疗剂或营养剂添加到秀丽隐杆线虫培养物中的一种或多种中。

在一些实施方案中，本文描述的方法可以进一步包括确定每种秀丽隐杆线虫培养物中转基因秀丽隐杆线虫菌株的一个或多个参数值。在一些实施方案中，转基因秀丽隐杆线虫的此类一个或多个参数与此类转基因秀丽隐杆线虫菌株模拟的哺乳动物疾病或疾患相关。转基因秀丽隐杆线虫的示例性此类参数可包括与哺乳动物疾病或疾患相关的分子(例如，小分子、蛋白质、多肽，或转录物)的生物学功能或表型以及/或者水平和/或活性。

在一些实施方案中，方法可进一步包括：(a)在将微生物菌株添加到秀丽隐杆线虫培养物中之前，确定此类培养物中转基因秀丽隐杆线虫菌株的一个或多个参数值，(b)在将微生物菌株添加到秀丽隐杆线虫培养物中之后，确定此类培养物中转基因秀丽隐杆线虫菌株的同样的一个或多个参数值，以及(c)将添加微生物菌株之前确定的一个或多个参数值与添加微生物菌株之后确定的一个或多个参数值进行比较。

本文描述的技术，在一些实施方案中，可被用于表征与人类疾病或疾患相关的人类生物群落的微生物菌株。因此，在一些此类实施方案中，本文描述的系统和方法中涉及的转基因秀丽隐杆线虫菌株模拟人类疾病或疾患。转基因秀丽隐杆线虫菌株模拟的示例性人类疾病或疾患是阿尔茨海默病。在一些实施方案中，转基因秀丽隐杆线虫菌株模拟的疾病或疾患(例如，人类疾病或疾患)可包括与改变的或有缺陷的HIF-1通路相关的疾病或疾患(例如，可包括细胞应激反应)。在一些实施方案中，例如，转基因秀丽隐杆线虫模拟的疾病或疾患可为眼部新生血管疾病或病症(例如，糖尿病性视网膜病、早产儿视网膜病、年龄相关性黄斑变性，或青光眼)。在一些实施方案中，转基因秀丽隐杆线虫菌株模拟的疾病或疾患是糖尿病性视网膜病、早产儿视网膜病、年龄相关性黄斑变性，或青光眼。

因此，本文描述的某些方面涉及用于表征人类生物群落的微生物菌株的技术。例如，一个方面提供了一种方法，其包括(a)将微生物菌株添加到包含模拟阿尔茨海默病的转基因秀丽隐杆线虫菌株的秀丽隐杆线虫培养物中，以及(b)确定该微生物菌株是否影响转基因秀丽隐杆线虫菌株的一个或多个参数，其中此类一个或多个参数与阿尔茨海默病相关。在一些实施方案中，此类转基因秀丽隐杆线虫菌株可包含编码人ssApoE4蛋白、人Aβ1-42多肽或人假磷酸化tau蛋白的转基因。

在一些实施方案中，此类方法进一步包括：(a)在将微生物菌株添加到秀丽隐杆线虫培养物中之前，确定此类培养物中转基因秀丽隐杆线虫菌株的一个或多个参数值，(b)在将微生物菌株添加到秀丽隐杆线虫培养物中之后，确定此类培养物中转基因秀丽隐杆线虫菌株的同样的一个或多个参数值，以及(c)将添加微生物菌株之前确定的一个或多个参数值与添加微生物菌株之后确定的一个或多个参数值进行比较。示例性的此类一个或多个参数包括但不限于：(i)秀丽隐杆线虫麻痹的水平；(ii)淀粉样蛋白斑的水平；(iii)tau细丝的水平；(iv)神经炎症的水平；(v)蛋白酶体功能的水平；以及/或者(vi)其组合。

在另一个方面，本公开提供了一种表征人类生物群落的微生物菌株的方法，其包括：(a)将微生物菌株添加到包含模拟与改变的或有缺陷的HIF-1通路相关的疾病或疾患的转基因秀丽隐杆线虫菌株的秀丽隐杆线虫培养物中，以及(b)确定微生物菌株是否影响转基因秀丽隐杆线虫菌株的一个或多个参数，其中一个或多个参数与改变的或有缺陷的HIF-1通路相关。在一些实施方案中，此类转基因秀丽隐杆线虫菌株可包含编码人脯氨酰羟化酶EGLN、人HIF转录因子或人HIFα蛋白质的转基因。

在一些实施方案中，此类方法进一步包括：(a)在将微生物菌株添加到秀丽隐杆线虫培养物中之前，确定培养物中转基因秀丽隐杆线虫菌株的一个或多个参数值，(b)在将微生物菌株添加到秀丽隐杆线虫培养物中之后，确定培养物中转基因秀丽隐杆线虫菌株的同样的一个或多个参数值，以及(c)将添加微生物菌株之前确定的一个或多个参数值与添加微生物菌株之后确定的一个或多个参数值进行比较。

示例性的此类一个或多个参数包括但不限于：(i)神经炎症的水平；(ii)蛋白酶体功能的水平；(iii)秀丽隐杆线虫产卵率的水平；以及/或者(iv)其组合。

表达(i)人ssApoE4，(ii)人Aβ1-42，(iii)人假磷酸化tau以及(iv)UbV-GFP蛋白酶体标记物中的两种或更多种的转基因秀丽隐杆线虫菌株也在本公开的范围内。

除其他内容外，本公开还描述了所提供的转基因秀丽隐杆线虫菌株、系统以及/或者方法在筛选哺乳动物微生物组中影响哺乳动物疾病或疾患的微生物菌株方面的用途。在本公开的范围内还包括所提供的秀丽隐杆线虫、系统以及/或者方法在表征哺乳动物微生物组的微生物菌株对哺乳动物疾病或疾患的影响方面的用途。例如，人类微生物组可以根据本公开使用本文提供的技术来筛选/表征。

本公开除其他内容外还描述了包含一种或多种微生物菌株的组合物。在一些实施方案中，本文提供的组合物包含一种或多种来自哺乳动物微生物组的微生物菌株、其提取物和/或其组分，该微生物菌株、其提取物和/或其组分已使用如本文描述的转基因秀丽隐杆线虫或方法进行评估、识别、表征或测定。在一些实施方案中，本文提供的组合物包含两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种、五种或更多种、六种或更多种、七种或更多种、八种或更多种、九种或更多种，或十种或更多种来自哺乳动物微生物组的微生物菌株、其提取物和/或其组分，该微生物菌株、其提取物和/或其组分已使用如本文描述的转基因秀丽隐杆线虫或方法进行评估、识别、表征或测定。

在一些实施方案中，本文提供的组合物包含下表8中列出的两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种、五种或更多种、六种或更多种、七种或更多种、八种或更多种、九种或更多种，或十种或更多种微生物菌株。

在一些实施方案中，本文提供的组合物包含汉森葡糖醋杆菌(Gluconacetobacterhansenii)、甘油利用泰瑞孢子菌(Terrisporobacter glycolicus)、粪球菌属物种(Coprococcus sp.)、植物乳杆菌(L.plantarum)、丁酸梭菌(Clostridium butyricum)、类芽孢杆菌属物种(Paenibacillus sp.)、韦荣氏球菌属物种(Veillonella sp.)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、氨基酸球菌属物种(Acidaminococcus sp.)，或其组合。在一些实施方案中，组合包含以下中的至少两种、至少三种、至少四种、至少五种、至少六种、至少七种、至少八种、至少九种或全部：汉森葡糖醋杆菌、甘油利用泰瑞孢子菌、粪球菌属物种、植物乳杆菌、丁酸梭菌、类芽孢杆菌属物种、韦荣氏球菌属物种、双歧杆菌属、枯草芽孢杆菌，以及氨基酸球菌属物种。

在一些实施方案中，组合物是药物组合物。在一些实施方案中，组合物是可摄入物品。

本公开除其他方面外还描述了包括施用本文描述的组合物的方法。

在一些实施方案中，治疗受试者的疾病或疾患的方法，包括给有需要的受试者施用如本文描述的组合物。在一些实施方案中，疾病或疾患是神经退行性疾病或病症。在一些实施方案中，疾病或疾患是阿尔茨海默病。在一些实施方案中，疾病或疾患可能与改变的或有缺陷的HIF-1通路相关。在一些实施方案中，疾病或疾患可为眼部新生血管疾病或病症。在一些实施方案中，疾病或疾患是糖尿病性视网膜病、早产儿视网膜病、年龄相关性黄斑变性，或青光眼。本公开除其他内容外还描述了本文描述的组合物的用途。在一些实施方案中，如本文描述的组合物的用途是在受试者的疾病或疾患的治疗中的用途。在一些实施方案中，疾病或疾患是神经退行性疾病或病症。在一些实施方案中，疾病或疾患是阿尔茨海默病。在一些实施方案中，疾病或疾患可能与改变的或有缺陷的HIF-1通路相关。在一些实施方案中，疾病或疾患可为眼部新生血管疾病或病症。在一些实施方案中，疾病或疾患是糖尿病性视网膜病、早产儿视网膜病、年龄相关性黄斑变性，或青光眼。

本公开涵盖的这些方面以及其他方面在下面和权利要求书中更详细地进行了描述。

定义

本发明的范围由所附的权利要求书限定，并且不受本文所述的某些实施方案的限制。阅读本说明书的本领域技术人员将知晓可能等同于此类描述的实施方案或以其他方式落在权利要求书的范围内的各种修改。一般来说，除非另有明确指示，否则本文中使用的术语与其在本领域中所被理解的含义一致。下面提供了某些术语的明确定义；在本说明书中的特定情况下；这些和其他术语在贯穿本说明书的特定实例中的含义将会被本领域技术人员从上下文中清楚地理解。

在权利要求书中使用诸如“第一”、“第二”、“第三”等序数术语来修饰权利要求要素本身并不意味着一个权利要求要素相对于另一个权利要求要素的任何优先、居先或顺序，或者方法的动作被执行的时间顺序，而仅用作标签以将一个具有特定名称的权利要求要素与另一个具有相同名称(但使用序数术语)的要素区分开以区分权利要求要素。

除非明确指示相反的含义，否则如本文中使用的冠词“一个/种(a)”和“一个/种(an)”应理解为包括复数指代。除非相反指示或以其他方式从上下文显而易知，否则如果组的一个、多于一个或所有成员存在于给定产品或工艺中、被用于给定产品或工艺中，或者以其他方式与给定产品或工艺相关，则在组的一个或多个成员之间包括“或”的权利要求或描述被视为是符合的。在一些实施方案中，恰好组的一个成员存在于给定产品或工艺中、被用于给定产品或工艺中，或者以其他方式与给定产品或工艺相关。在一些实施方案中，多于一个组成员或全部组成员存在于给定产品或工艺中、被用于给定产品或工艺中，或者以其他方式与给定产品或工艺相关。应当理解，本发明涵盖所有变型、组合和排列，其中来自一个或多个列出的权利要求的一个或多个限制、要素、条款、描述性术语等被引入到从属于相同基本权利要求的另一个权利要求(或者，如相关，任何其他权利要求)中，除非另有规定或除非本领域的普通技术人员能够清楚地看到会出现矛盾或不一致。在要素被呈现为列表(例如，以Markush组或类似格式呈现)的情况下，应当理解，要素的每个子组也被公开，并且任何一个或多个要素可从组中被移除。应当理解，一般而言，在将实施方案或方面称为“包括(comprising)”特定要素、特征等的情况下，某些实施方案或方面“由此类要素、特征等构成”或者“基本上由此类要素或特征等构成”。为了简单起见，那些实施方案并不是在每种情况下都用本文中这么多的词汇来具体阐述。还应该理解，任何实施方案或方面均可从权利要求书中明确地排除，不管说明书中是否列举了特定的排除。

施用：如本文所用，术语“施用”通常是指将组合物施用给受试者或系统以实现将剂递送给受试者或系统。在一些实施方案中，剂是组合物或被包含在组合物中；在一些实施方案中，剂是通过组合物或其一种或多种组分的代谢产生的。本领域普通技术人员将知晓多种在适当情况下可被用于给受试者例如人施用的途径。例如，在一些实施方案中，施用可为眼部、经口、肠胃外、外用等。在一些特定实施方案中，施用可为支气管(例如，通过支气管滴注)、颊、真皮(其可以是或包括，例如，外用于真皮、真皮内、真皮间、经真皮等中的一种或多种)、肠内、动脉内、真皮内、胃内、髓内、肌肉内、鼻内、腹膜内、鞘内、静脉内、心室内、特定器官内(例如肝内)、粘膜、鼻、经口、直肠、皮下、舌下、外用、气管(例如，通过气管内滴注)、阴道、玻璃体等。在本公开提供的许多实施方案中，施用是经口施用。在一些实施方案中，施用可仅涉及单次剂量。在一些实施方案中，施用可涉及施加固定次数的剂量。在一些实施方案中，施用可涉及间歇性(例如，在时间上分开的多个剂量)给药以及/或者周期性(例如，以共同的时间段间隔开的各个剂量)给药。在一些实施方案中，施用可涉及持续至少选定的时间段的连续给药(例如，灌注)。细胞施用可以通过导致递送至受试者的期望位置的任何适当的途径来进行，在该期望位置处至少一部分被递送的细胞或细胞组分仍能存活。施用给受试者后细胞的存活期可以短至几个小时(例如，二十四小时至几天)至长达数年(即，长期植入)。在一些实施方案中，施用包括递送包含一种或多种细菌代谢物以及/或者副产物但缺乏完全能存活的细菌细胞的细菌提取物或制品。

类似物：如本文所用，术语“类似物”是指与参考物质共有一个或多个特定结构特征、要素、组分或部分的物质。通常，“类似物”表现出与参考物质显著的结构相似性，例如共有核心或共有结构，但也以某些离散方式存在差异。在一些实施方案中，类似物是可以例如通过对参考物质进行化学操纵来由参考物质生成的物质。在一些实施方案中，类似物是可以通过执行与生成参考物质的合成过程实质上相似(例如，与生成参考物质的合成过程共有多个步骤)的合成过程生成的物质。在一些实施方案中，类似物是或者可以通过执行与用于生成参考物质的合成过程不同的合成过程来生成。

近似：当应用于一个或多个感兴趣的值时，包括与所陈述的参考值相似的值。在某些实施方案中，术语“近似(approximately)”或“大约(about)”是指落入所陈述的参考值的±10％(大于或小于)的范围内的值的范围，除非另有说明或以其他方式从上下文中显而易见(此类数字将超过可能值的100％的情况除外)。

可比(的)：如本文所用，术语“可比(的)”是指这样的两种或更多种剂、实体、情况、条件组、受试者等，它们可能彼此不同一，但足够相似以允许它们之间进行比较，从而使本领域技术人员将意识到可以基于观察到的差异或相似性合理地得出结论。在一些实施方案中，可比的条件组、环境、个体或群体的特征在于多个基本同一的特征以及一个或少量的可变特征。本领域普通技术人员将在上下文中理解，在任何给定环境下两种或更多种此类剂、实体、情况、条件组等需要多大程度的同一性才能被认为是可比的。例如，本领域普通技术人员将理解，当以足够数量和类型的实质上同一的特征为特征时环境组、个体或群体是彼此可比的，从而保证得出在不同环境组、个体或群体下或利用不同环境组、个体或群体获得的结果或观察到的现象的差异是由那些可变特征的变化引起或指示的合理结论。

保守(的)：如本文所用，是指当描述保守氨基酸取代时的情况，所述保守氨基酸取代包括氨基酸残基被另一个具有化学性质(例如，电荷或疏水性)相似的侧链R基团的氨基酸残基取代。一般而言，保守氨基酸取代将基本上不改变蛋白质的感兴趣的功能特性，例如，受体结合配体的能力。具有化学性质相似的侧链的氨基酸基团的实例包括：脂肪族侧链，诸如甘氨酸(Gly,G)、丙氨酸(Ala,A)、缬氨酸(Val,V)、亮氨酸(Leu,L)和异亮氨酸(Ile,I)；脂肪族羟基侧链，诸如丝氨酸(Ser,S)和苏氨酸(Thr,T)；含酰胺的侧链，诸如天冬酰胺(Asn,N)和谷氨酰胺(Gln,Q)；芳香族侧链，诸如苯丙氨酸(Phe,F)、酪氨酸(Tyr,Y)和色氨酸(Trp,W)；碱性侧链，诸如赖氨酸(Lys,K)、精氨酸(Arg,R)和组氨酸(His,H)；酸性侧链，诸如天冬氨酸(Asp,D)和谷氨酸(Glu,E)；以及含硫的侧链，诸如半胱氨酸(Cys,C)和蛋氨酸(Met,M)。保守氨基酸取代基团包括，例如，缬氨酸/亮氨酸/异亮氨酸(Val/Leu/Ile,V/L/I)、苯丙氨酸/酪氨酸(Phe/Tyr,F/Y)、赖氨酸/精氨酸(Lys/Arg,K/R)、丙氨酸/缬氨酸(Ala/Val,A/V)、谷氨酸/天冬氨酸(Glu/Asp,E/D)以及天冬酰胺/谷氨酰胺(Asn/Gln,N/Q)。在一些实施方案中，保守氨基酸取代可以是蛋白质中的任何原生残基被例如丙氨酸扫描诱变中所用的丙氨酸取代。在一些实施方案中，进行了保守取代，其在Gonnet,G.H.等人，1992,Science 256:1443-1445(其通过引用方式以其整体并入本文)中公开的PAM250对数似然矩阵中具有正值。在一些实施方案中，取代是中度保守取代，其中该取代在PAM250对数似然矩阵中具有非负值。

对照：如本文所用，是指本领域理解的“对照”的含义，是将结果与其进行比较的标准品。通常，对照被用于通过隔离变量来提高实验的完整性，以便得出有关此类变量的结论。在一些实施方案中，对照是与试验反应或测定同时执行以提供比较物的反应或测定。“对照”还包括“对照动物”。“对照动物”可具有如本文描述的修饰、与本文描述不同的修饰，或不具有修饰(即，野生型动物)。在一个实验中，应用了“试验”(即，正在试验的变量)。在第二个实验中，未应用“对照”，即正在试验的变量。在一些实施方案中，对照是历史对照(即，先前执行的试验或测定的对照，或先前已知的量或结果)。在一些实施方案中，对照是或者包括打印的或以其他方式保存的记录。对照可为阳性对照或阴性对照。

确定、测量、评价、评估、测定和分析：确定、测量、评价、评估、测定和分析在本文中可互换地用来指代任何形式的测量，并且包括确定要素是否存在。这些术语包括定量确定和/或定性确定两者。测定可为相对的或绝对的。“测定……的存在”可为确定存在的某物的量以及/或者确定它是否存在。

剂型：本领域技术人员将理解，术语“剂型”可被用于指代用于施用给受试者的剂(例如，治疗剂)的物理上离散的单元。通常，每个此类单元含有预定数量的剂。在一些实施方案中，此类数量是适合于根据已被确定为当施用给相关群体时与期望的或有益的结局相关的给药方案(即，利用治疗给药方案)施用的单位剂量的量(或其整体分数)。本领域普通技术人员将理解，施用给特定受试者的治疗组合物或剂的总量由一位或多位主治医师确定，并且可能涉及多种剂型的施用。

给药方案：本领域技术人员将理解，术语“给药方案”可被用于指代单独施用给受试者的通常间隔一段时间的一组单位剂量(通常多于一个单位剂量)。在一些实施方案中，给定的剂具有推荐的给药方案，其可能涉及一个或多个剂量。在一些实施方案中，给药方案包括多个剂量，每个剂量在时间上与其他剂量分开。在一些实施方案中，各个剂量彼此间隔相同长度的时间段；在一些实施方案中，给药方案包括多个剂量以及至少两个分隔各个剂量的不同时间段。在一些实施方案中，给药方案内的所有剂量都具有相同的单位剂量的量。在一些实施方案中，给药方案内的不同剂量都具有不同的量。在一些实施方案中，给药方案包括在第一剂量的量中的第一剂量，然后是在不同于第一剂量的量的第二剂量的量中的一个或多个额外的剂量。在一些实施方案中，给药方案包括在第一剂量的量中的第一剂量，然后是在与第一剂量的量相同的第二剂量的量中的一个或多个另外的剂量。在一些实施方案中，当在相关群体中施用时，给药方案与期望或有益的结局相关。

(被/经)工程改造(的)：一般而言，术语“工程改造(的)”是指已被人类操纵的方面。例如，如果细胞或生物体已被操纵，使得其遗传信息被改变(例如，先前不存在的新遗传物质已经例如通过转化、交配、体细胞杂交、转染、转导或其他机制被引入，或者先前存在的遗传物质例如通过取代或缺失突变或通过交配方案被改变或去除)，则该细胞或生物体被认为是“经工程改造的”。正如通常的实践和本领域人员所理解，工程改造的多核苷酸或细胞的后代通常仍被称为“经工程改造的”，即使实际操纵是对先前的实体执行的。

赋形剂：如本文所用，是指可被包含在药物组合物中，例如以提供或促成所需稠度或稳定效应的非活性(例如，非治疗)剂。在一些实施方案中，合适的药用赋形剂可包括，例如，淀粉、葡萄糖、乳糖、蔗糖、明胶、麦芽、大米、面粉、白垩、硅胶、硬脂酸钠、单硬脂酸甘油酯、滑石粉、氯化钠、脱脂奶粉、甘油、丙二醇、水、乙醇等。

功能性：如本文所用，“功能性”生物分子是一定形式的生物分子，其中该生物分子表现出作为其特征的性质和/或活性。生物分子可具有两个功能(即，双功能性)或许多功能(即，多功能性)。

基因：如本文所用，是指染色体中编码产物(例如，RNA产物和/或多肽产物)的DNA序列。在一些实施方案中，基因包括编码序列(即，编码特定产物的序列)。在一些实施方案中，基因包括非编码序列。在一些特定的实施方案中，基因可包括编码(例如，外显子)序列和非编码(例如，内含子)序列。在一些实施方案中，基因可包括一个或多个例如可控制或影响基因表达的一个或多个方面(例如，细胞类型特异性表达、诱导型表达等)的调控序列(例如，启动子、增强子等)和/或内含子序列。为了清楚起见，我们注意到，如本公开中所用，术语“基因”一般是指编码多肽或其片段的核酸的一部分；如本领域普通技术人员从上下文将显而易见的是，该术语可任选地涵盖调控序列。此定义并非旨在排除将术语“基因”应用于非蛋白质编码表达单位，而是要澄清在大多数情况下，如本文中所用的该术语是指编码多肽的核酸。

改善、增加、增强、抑制或减少：如本文中所用，术语“改善”、“增加”、“增强”、“抑制”、“减少”或其语法等同物指示相对于基线或其他参考测量值的值。在一些实施方案中，值在统计学上显著不同于基线或其他参考测量值。在一些实施方案中，适当的参考测量值可以是或包括在缺乏或存在特定的剂或治疗(例如，在使用特定的剂或治疗之前和/或之后)的其他方面可比的条件下或者在适当的可比参考剂的存在下在特定系统(例如，在单一个体中)的测量值。在一些实施方案中，适当的参考测量值可以是或包括在相关的剂或治疗存在下在已知或预期以特定方式响应的可比系统中的测量值。在一些实施方案中，适当的参考是阴性参考；在一些实施方案中，适当的参考是阳性参考。

分离(的)：如本文所用，是指通过以下方式获得的物质和/或实体：(1)从至少一些在最初生产时(无论在自然界中和/或在实验环境中)与其相关的组分中分离；以及/或者(2)由人工设计、生产、制备和/或制造。在一些实施方案中，分离的物质或实体可被富集；在一些实施方案中，分离的物质或实体可是纯的。在一些实施方案中，分离的物质和/或实体可以是从约10％、约20％、约30％、约40％、约50％、约60％、约70％、约80％、约90％、约91％、约92％、约93％、约94％、约95％、约96％、约97％、约98％、约99％或超过约99％的最初与其相关的其他组分中分离的。在一些实施方案中，分离的剂是约80％、约85％、约90％、约91％、约92％、约93％、约94％、约95％、约96％、约97％、约98％、约99％或超过约99％纯的。如本文所用，如果物质基本上不含其他组分，则该物质是“纯的”。在一些实施方案中，如本领域技术人员将理解的，物质与某些其他组分诸如，例如，一种或多种载体或赋形剂(例如，缓冲剂、溶剂、水等)合并后仍可被认为是“富集的”、“分离的”或者甚至“纯的”；在此类实施方案中，物质的分离或纯度百分比是在未包括此类载体或赋形剂的情况下计算的。本领域技术人员知晓用于分离(例如，富集或纯化)物质或剂的多种技术(例如，使用分级、萃取、沉淀或其他分离中的一种或多种)。

药物组合物：如本文所用，术语“药物组合物”是指其中活性剂与一种或多种药学上可接受的载体一起配制的组合物。在一些实施方案中，活性剂是以适合按照在施用给相关群体时显示出达到预定治疗效果的统计学显著的概率的治疗方案施用的单位剂量的量存在。在一些实施方案中，药物组合物可被特别地配制用于以固体或液体形式施用，所述固体或液体形式包括适合以下途径的那些：经口施用(例如，顿服剂(drench)(水性或非水性溶液或悬浮液))、片剂(例如，目标是用于颊、舌下和全身吸收的片剂)、大丸剂、粉剂、颗粒剂、用于施加于舌的糊剂、胶囊、粉剂等。在一些实施方案中，活性剂可以是或包括细胞或细胞群体(例如，培养物，例如EES微生物的培养物)；在一些实施方案中，活性剂可以是或包括细胞或细胞群体(例如，培养物)的提取物或组分。在一些实施方案中，活性剂可以是或包括分离的、纯化的或纯的化合物。在一些实施方案中，活性剂可能已经在体外合成(例如，通过化学和/或酶促合成)。在一些实施方案中，活性剂可以是或包括天然产物(无论是从其天然来源分离还是在体外合成)。

药学上可接受的：如本文所用，术语“药学上可接受的”(其例如可能在提及用于配制如本文所公开的药物组合物的载体、稀释剂或赋形剂时被使用)意指载体、稀释剂或赋形剂与组合物的其他成分相容，并且对其接受者无害。

药学上可接受的载体：如本文所用，术语“药学上可接受的载体”意指参与将主题化合物从身体的一个器官或身体的一部分部分携载或运输到身体的另一个器官或身体的另一部分中的药学上可接受的材料、组合物或媒介物，诸如液体或固体填充剂、稀释剂、赋形剂或溶剂包封材料。每个载体从与制剂的其他成分相容并且对受试者无害的意义上来讲必须是“可接受的”。可充当药学上可接受的载体的材料的一些实例包括：糖类，诸如乳糖、葡萄糖和蔗糖；淀粉类，诸如玉米淀粉和马铃薯淀粉；纤维素及其衍生物，诸如羧甲基纤维素钠、乙基纤维素和乙酸纤维素；粉状西黄蓍胶；麦芽；明胶；滑石粉；赋形剂，诸如可可脂和栓剂蜡；油类，诸如花生油、棉籽油、红花油、芝麻油、橄榄油、玉米油和大豆油；二醇类，诸如丙二醇；多元醇类，诸如甘油、山梨醇、甘露醇和聚乙二醇；酯类，诸如油酸乙酯和月桂酸乙酯；琼脂；缓冲剂，诸如氢氧化镁和氢氧化铝；海藻酸；无热原水；等渗盐水；林格氏溶液；乙醇；pH缓冲液；聚酯、聚碳酸酯和/或聚酸酐；以及药物制剂中使用的其他无毒相容性物质。

预防：如本文所用的术语“预防”是指特定疾病、病症或疾患的一种或多种症状的发作延迟，以及/或者发生频率和/或严重程度降低。在一些实施方案中，预防是基于群体评估的，使得如果在对特定的疾病、病症或疾患易感的群体中观察到所述疾病、病症或疾患的一种或多种症状的发展、发生频率和/或强度有统计学显著的下降，则剂被认为“预防”所述疾病、病症或疾患。在一些实施方案中，例如，当疾病、病症或疾患的发作已被延迟了预定时间段时，预防可被认为是完全的。

参考：如本文所用，描述了相对于其进行比较的标准或对照。例如，在一些实施方案中，将感兴趣的剂、动物、个体、群体、样本、序列或值与参考或对照剂、动物、个体、群体、样本、序列或值进行比较。在一些实施方案中，参考或对照是基本上与感兴趣的测试或确定同时被测试和/或确定的。在一些实施方案中，参考或对照是任选地在有形介质(tangiblemedium)中实施的历史参考或对照。通常，如本领域技术人员将理解的，参考或对照是在与所评估的条件或环境可比的条件或环境下被确定或表征的。本领域技术人员将理解，当存在足够的相似性时才能证明能够依赖于特定的可能的参考或对照和/或与其做比较。在一些实施方案中，参考是阴性对照参考；在一些实施方案中，参考是阳性对照参考。

风险：正如将从上下文中所理解，疾病、病症和/或疾患的“风险”是指特定个体将罹患该疾病、病症和/或疾患的可能性。在一些实施方案中，风险被表示为百分比。在一些实施方案中，风险是从0％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％，或直至100％。在一些实施方案中，风险被表示为相对于与参考样本或参考样本组相关的风险的风险。在一些实施方案中，参考样本或参考样本组具有已知的疾病、病症、疾患和/或事件的风险。在一些实施方案中，参考样本或参考样本组来自与特定个体可比的个体。在一些实施方案中，相对风险为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10，或更高。

样本：如本文所用，术语“样本”通常是指从感兴趣的来源获得或衍生的材料的等分试样。在一些实施方案中，感兴趣的来源是生物或环境来源。在一些实施方案中，感兴趣的来源可以是或包括细胞或生物体，诸如微生物、植物或动物(例如，人)。在一些实施方案中，感兴趣的来源是或包括生物组织或流体。在一些实施方案中，生物组织或流体可以是或包括羊水、房水、腹水、胆汁、骨髓、血液、母乳、脑脊液、耳垢、乳糜、食糜(chime)、一次射出的精液(ejaculate)、内淋巴、渗出物、粪便、胃酸、胃液、淋巴液、粘液、心包液、外淋巴、腹膜液、胸膜液、脓液、发炎性分泌物、唾液、皮脂、精液、血清、阴垢、痰、滑液、汗液、泪液、尿液、阴道分泌物、玻璃体液、呕吐物，以及/或者它们的组合或一种或多种组分。在一些实施方案中，生物流体可以是或包括细胞内液、细胞外液、血管内液(血浆)、间质液、淋巴液和/或跨细胞液。在一些实施方案中，生物流体可以是或包括植物渗出物。在一些实施方案中，生物组织或样本可以例如通过抽吸、活检(例如，细针或组织活检)、拭子(例如，口腔、鼻、皮肤或阴道拭子)、刮擦、手术、洗涤或灌洗(例如，支气管肺泡、导管、鼻、眼、口腔、子宫、阴道或其他洗涤或灌洗)来获取。在一些实施方案中，生物样本是或包括从个体获得的细胞。在一些实施方案中，样本是通过任何合适的手段直接从感兴趣的来源获得的“初次样本”。在一些实施方案中，如从上下文来看将显而易见的，术语“样本”是指通过处理初次样本(例如，通过去除其一种或多种组分和/或通过向其中添加一种或多种剂)获得的制品。例如，使用半透膜过滤。此类“经处理的样本”可包括例如从样本中提取或通过使初次样本经受一种或多种技术(诸如核酸的扩增或逆转录，某些组分的分离和/或纯化等)而获得的核酸或蛋白质。

小分子：如本文所用，术语“小分子”是指分子量低于约3,000道尔顿的有机或无机小分子。一般而言，小分子可具有小于3,000道尔顿(Da)的分子量。小分子可以是例如从至少约100Da至约3,000Da(例如，介于约100至约3,000Da之间、介于约100至约2500Da之间、介于约100至约2,000Da之间、介于约100至约1,750Da之间、介于约100至约1,500Da之间、介于约100至约1,250Da之间、介于约100至约1,000Da之间、介于约100至约750Da之间、介于约100至约500Da之间、介于约200至约1500Da之间、介于约500至约1000Da之间、介于约300至约1000Da，或介于约100至约250Da之间)。

受试者：如本文所用，术语“受试者”是指接受所提供治疗的施用的个体。在一些实施方案中，受试者是动物。在一些实施方案中，受试者是哺乳动物，例如经历或易感如本文所述的疾病、病症或疾患的哺乳动物。在一些实施方案中，动物是脊椎动物，例如哺乳动物，诸如非人灵长类动物(特别是高级灵长类动物)、绵羊、狗、啮齿动物(例如小鼠或大鼠)、豚鼠、山羊、猪、猫、兔或母牛。在一些实施方案中，动物是非哺乳动物的动物，诸如鸡、两栖动物、爬行动物或无脊椎动物模型秀丽隐杆线虫。在一些实施方案中，受试者为人。在一些实施方案中，患者正患有或易感一种或多种如本文所述的疾病、病症或疾患。在一些实施方案中，患者显示出一种或多种如本文所述的疾病、病症或疾患的一种或多种症状。在一些实施方案中，患者已被诊断出患有一种或多种如本文所述的疾病、病症或疾患。在一些实施方案中，受试者正接受或已经接受某些疗法以诊断和/或治疗疾病、病症或疾患。在另一个实施方案中，受试者是作为疾病模型的实验动物或动物替代品。

基本上：如本文所用，是指显现出感兴趣的特征或特性的全部或接近全部范围或程度的定性条件。生物学领域的普通技术人员将了解，生物学和化学现象很少(如果有的话)完成和/或继续完成或达到或避免绝对结果。因此，术语“基本上”在本文中用于记录许多生物学和化学现象中固有的潜在完整性不足。

治疗方案：如本文所用的术语“治疗方案”是指其在相关群体中的施用可能与期望的或有益的治疗结局相关的给药方案。

治疗有效量：如本文所用，意指为产生所需效果而施用的量。在一些实施方案中，该术语是指当根据治疗给药方案施用给正患有或易感疾病、病症和/或疾患的群体以治疗所述疾病、病症和/或疾患时足够的量。在一些实施方案中，治疗有效量是降低疾病、病症和/或疾患的一种或多种症状的发病率和/或严重程度和/或延迟其发作的量。本领域普通技术人员将理解，术语“治疗有效量”实际上并不要求在特定个体中实现成功治疗。相反，治疗有效量可以是当施用于需要此类治疗的患者时在相当大的量的受试者中提供特定期望药理学反应的量。在一些实施方案中，对治疗有效量的提及可以是对如在一种或多种特定组织(例如，受疾病、病症或疾患影响的组织)或流体(例如，血液、唾液、血清、汗液、泪液、尿液等)中测得的量的提及。本领域普通技术人员将理解，在一些实施方案中，特定的剂或疗法的治疗有效量可按单剂量配制和/或施用。在一些实施方案中，例如作为给药方案的一部分，治疗有效的剂可按多个剂量配制和/或施用。

治疗：如本文所用，术语“治疗(treatment)”(也称为“治疗(treat)”或“治疗(treating)”)是指部分或完全缓解、改善、缓和、抑制特定疾病、病症和/或疾患的一种或多种症状、特征和/或病因，延迟其发作、降低其严重程度，以及/或者降低其发病率的疗法的任何施用。在一些实施方案中，此类治疗可针对没有显现出相关疾病、病症和/或疾患的体征的受试者以及/或者仅显现出疾病、病症和/或疾患的早期体征的受试者。替代地或另外地，此类治疗可针对显现出相关疾病、病症和/或疾患的一种或多种确定的体征的受试者。在一些实施方案中，治疗可针对已被诊断为患有相关疾病、病症和/或疾患的受试者。在一些实施方案中，治疗可针对已知具有一种或多种与相关疾病、病症和/或疾患发展风险增加统计学相关的易感因素的受试者。

附图说明

图1示出了证明APOE4蛋白增强秀丽隐杆线虫中Aβ诱导的麻痹表型的数据。给具有所指示基因型的秀丽隐杆线虫动物施用大肠埃希菌OP50标准实验室菌株。从成年的第1天开始每隔一天监测动物，直到所有动物都麻痹。对于每次测定，记录至少20只动物。来自三个独立试验的数据都呈现于图表中。对于每个数据点，均值±s.d呈现于曲线图中。

图2示出了证明与绿色荧光蛋白(GFP)和人ssAPOE4缀合的Aβ_3-42的表达显著增加聚集体数量的数据。给具有所指示基因型的秀丽隐杆线虫动物施用大肠埃希菌OP50标准实验室菌株。当动物达到成年期时，对动物前部区域中的GFP聚集体进行计数。对于每次测定，记录至少17只动物。对于每个数据点，均值±s.d显示在条形图中。与表达Aβ3-42的动物相比，表达Aβ3-42和ssApoE4的动物具有显著增加的GFP聚集体，如使用学生t检验所分析的，P<0.0001。

图3示出了证明UbV-GFP在表达人ssAPOE4和人tau352(PHP)的动物中稳定的数据。给具有所指示基因型的秀丽隐杆线虫动物施用大肠埃希菌OP50标准实验室菌株。当动物达到成年期时，计数在肠道中表达GFP的动物数量。对于每次测定，记录至少30只动物。来自三个独立试验的数据都呈现于条形图中。对于每个数据点，均值±s.d呈现于曲线图中。与表达tau352(PHP)的动物相比，表达ssAPOE4和tau352(PHP)的动物具有显著增加的的UbV-GFP表达，如使用学生t检验所分析的，P<0.0001。

图4包括证明微生物组的某些微生物菌株增加Aβ介导的麻痹的数据。给具有所指示基因型的秀丽隐杆线虫动物施用大肠埃希菌OP50标准实验室菌株或个体微生物组菌株。在成年期的第4天记录麻痹动物的数量。来自三个独立试验的数据都呈现于条形图中。对于每个数据点，均值±s.d呈现于曲线图中。表1包括具有针对每种条件分析的动物数量的原始数据。

图5包括证明微生物组的某些微生物菌株调节Aβ3-42::GFP聚集的数据。给具有所指示基因型的秀丽隐杆线虫动物施用大肠埃希菌op50标准实验室菌株或个体微生物组菌株。当动物达到成年期时，对动物前部区域的GFP聚集体的数量进行计数。针对每种条件对三只动物中GFP聚集体进行计数。对于每个数据点，均值±s.d呈现于曲线图中。

图6包括显示某些微生物菌株改变ATP产生的数据。将Neuro2A细胞模拟处理或用10⁸CFU的每种细菌或所有细菌的组合(CT10)处理16小时。将2μM的人淀粉样蛋白β_1-42添加到所有孔中，未处理的孔除外。将细胞培养24小时，然后测量ATP水平并将其归一化。ATP百分比是根据下式计算的：％ATP＝[(样本的归一化发光值/对照的归一化发光值)*100]。

图7包括示例性HIF通路的示意图。

具体实施方式

本文提供了转基因秀丽隐杆线虫疾病模型以及使用秀丽隐杆线虫疾病模型将来自哺乳动物微生物组的一种或多种微生物菌株快速识别、评估或表征为影响(例如，增强或最小化)与哺乳动物疾病或疾患相关的表型的方法。在一些实施方案中，识别、评估或表征可在存在或不存在化学实体和/或生物制品(例如，抗体)的情况下进行。

秀丽隐杆线虫是一种食细菌线虫，在实验室被饲喂大肠埃希菌饮食。秀丽隐杆线虫可以为包括各种人类疾病和疾患(诸如衰老、糖尿病、神经退行性病症、代谢疾病和癌症)在内的许多哺乳动物疾病和疾患提供可靠、有效和高效的基因型和表型模型。本公开提供了以下见解：哺乳动物疾病和疾患的秀丽隐杆线虫模型可被用于快速筛选人类微生物组中影响此类哺乳动物疾病和疾患的微生物菌株。不可能在标准哺乳动物细胞培养测定或动物模型中执行此类研究。例如，使用例如人类疾病和疾患的小鼠模型单独或者甚至组合筛选数以百万计的微生物物种和/或菌株在经济上不可行、耗时且费力。虽然秀丽隐杆线虫可能不包括哺乳动物系统的一些复杂性，但秀丽隐杆线虫模型与哺乳动物系统具有相同的特征，具有快速的响应时间，并且比哺乳动物模型系统的生产和维护成本更低。因此，哺乳动物疾病和疾患的秀丽隐杆线虫模型为检查哺乳动物生物群落的微生物菌株对哺乳动物疾病和疾患的影响提供了强有力的前线，并提供了一种用于对影响特异性且灵敏的保守治疗靶点的先导微生物菌株进行优先排序的有用工具。

本文提供了使用秀丽隐杆线虫作为用于快速筛选人类微生物组的疾病调节剂的工具的方法。来自健康患者或患有疾病或疾患的患者的样本的微生物菌株可使用标准微生物学技术来培养。可将这些微生物菌株饲喂给携带哺乳动物(例如，人类)疾病标记物、哺乳动物(例如，人类)疾病基因突变或其组合的转基因秀丽隐杆线虫菌株。微生物菌株可被单独或组合饲喂给转基因秀丽隐杆线虫菌株。在一些情况下，可将单种微生物菌株或微生物菌株组合与化学实体(例如，小分子，例如，药物)或生物制品(例如，单克隆抗体)组合在一起饲喂给具有哺乳动物(例如，人类)疾病标记物、哺乳动物(例如，人类)疾病基因突变或其组合的转基因秀丽隐杆线虫菌株。

本公开认识到，饲喂单种微生物菌株或微生物菌株组合可产生多个结果，所述单种微生物菌株或微生物菌株组合可与化学实体(例如，小分子，例如，药物)或生物制品(例如，单克隆抗体)组合在一起被饲喂给具有哺乳动物(例如，人类)疾病标记物、哺乳动物(例如，人类)疾病基因突变或其组合的转基因秀丽隐杆线虫菌株。在第一种情形下，此处描述的方法可被用于识别、定义、评估和/或检测哺乳动物微生物组中的增加秀丽隐杆线虫中哺乳动物疾病或疾患表型的严重程度的单种微生物菌株或微生物菌株组合。在第二种情形下，此处描述的方法可被用于识别、定义、评估和/或检测哺乳动物微生物组中的降低秀丽隐杆线虫中哺乳动物疾病或疾患表型的严重程度的单种微生物菌株或微生物菌株组合。在第三种情形下，此处描述的方法可被用于识别、定义、评估和/或检测哺乳动物微生物组中的对秀丽隐杆线虫中哺乳动物疾病或疾患表型无影响的单种微生物菌株或微生物菌株组合。本公开认识到这些结果中每一个都提供了有价值的信息。

例如，哺乳动物微生物组中的增加秀丽隐杆线虫中哺乳动物疾病或疾患表型的严重程度的单种微生物菌株或微生物菌株组合可能是哺乳动物疾病或疾患的潜在早期诊断生物标记物。在一些实施方案中，此类单种微生物菌株或微生物菌株组合与哺乳动物(例如，人类)中疾病或疾患的高发生率或增加的严重程度相关。如果此类相关性以前没有被发现，则本文描述的转基因秀丽隐杆线虫和使用转基因秀丽隐杆线虫的方法可被用于使用基因筛选或化学提取或基因组数据挖掘方法快速筛选和/或评估哺乳动物微生物组中的一种或多种微生物菌株，以识别出与疾病严重程度或发病率增加有关的潜在“有毒”代谢物或微生物组组分。哺乳动物微生物组中这些已被识别出的微生物菌株和/或组分也可被用于开发诊断剂(diagnostics)。此外，“有毒”微生物菌株或微生物组组分的识别和/或表征可被用于开发可靶向微生物菌株、微生物组组分或产生它们的生物合成通路的调节剂或治疗剂。

此外，本公开认识到，哺乳动物微生物组中的降低秀丽隐杆线虫中哺乳动物疾病或疾患表型的严重程度的单种微生物菌株或微生物菌株组合可能与人类患者的疾病严重程度相关。在一些实施方案中，此类单种微生物菌株或微生物菌株组合与哺乳动物(例如，人类)中疾病或疾患的低发生率或降低的严重程度相关。如果此类相关性以前没有被发现，则本文描述的转基因秀丽隐杆线虫和使用转基因秀丽隐杆线虫的方法可被用于使用基因筛选或化学提取或基因组数据挖掘方法快速筛选和/或评估哺乳动物微生物组中的一种或多种微生物菌株，以识别出与疾病严重程度或发病率降低有关的潜在“有益”微生物菌株、微生物组组分或代谢物。哺乳动物微生物组中这些已被识别出的微生物菌株和/或组分也可被用于开发诊断剂(diagnostics)。此外，“有益”微生物菌株或微生物组组分的识别和/或表征可被用作疾病的调节剂或治疗剂。

在一些情况下，哺乳动物微生物组中的单种微生物菌株或微生物菌株组合也可以与化学实体(例如，小分子，例如，药物)或生物制品(例如，单克隆抗体)或其组合组合在一起被饲喂给转基因秀丽隐杆线虫菌株以识别潜在的生物或信号传导或细胞靶基因或通路。生物或信号传导或细胞靶基因或通路可包括但不限于炎症、胰岛素受体、细胞死亡、线粒体、内质网、蛋白酶体、脂肪生成以及解毒。

在一些情况下，哺乳动物微生物组中的单种微生物菌株或微生物菌株组合可以与化学实体(例如，小分子，例如药物)或生物制品(例如，单克隆抗体)或其组合组合在一起被饲喂给秀丽隐杆线虫菌株，以识别一组可以调节或优化与特定疾病相关的特定亚细胞细胞器的功能的信号传导或靶基因或通路(例如，综合组)。例如，有多种通路或靶点可被调节以实现最佳线粒体功能，其是包括阿尔茨海默病(AD)在内的一些神经退行性疾病的相关且重要的靶点。用于改善线粒体功能的生物靶点包括：生物发生、生物能学、毒物刺激作用(hormesis)，以及/或者修复。使用本文描述的转基因秀丽隐杆线虫疾病模型和/或使用秀丽隐杆线虫疾病模型的方法，可以识别出可以修改或改善或改变线粒体生物发生、生物能学、毒物刺激作用(hormesis)或修复或其组合的单种或组合的微生物组物种以及/或者单种或组合的微生物组物种与化学实体(例如，小分子，例如，药物)或生物制剂(例如，单克隆抗体)或其组合的组合。因此，可以识别出和组合能够靶向多个通路以例如实现最佳线粒体功能的来自哺乳动物微生物组的单种微生物菌株或微生物菌株组合以及/或者化学实体(例如，小分子，例如，药物)或生物制品(例如，单克隆抗体)或其组合。

秀丽隐杆线虫

独立生存的线虫秀丽隐杆线虫已被广泛用作模型系统。秀丽隐杆线虫培养成本低廉，易于物理操纵，并且具有大量可用于研究的遗传和分子工具。秀丽隐杆线虫是简单的多细胞生物体：成体含有大约1,000个体细胞，但具有多种组织类型，诸如肌肉、神经和肠细胞。秀丽隐杆线虫具有短传代时间，其允许进行快速实验。秀丽隐杆线虫一般在室温下在3天内从卵发育到幼虫到可育成体。单个成年秀丽隐杆线虫可以具有介于300和1,000个之间的后代，这允许相当大的量的动物被使用，然后在相对较短的时间内快速补充。由于性二态性，秀丽隐杆线虫可用于遗传学。自我受精的雌雄同体可以保持为纯合突变而无需交配，并且雄性可被用于遗传杂交。秀丽隐杆线虫在其生命周期的每个阶段都是透明的，这提供了看到有机体内部的能力。这允许细胞事件的观察。它还允许使用磷光、发光和荧光报道基因。对秀丽隐杆线虫中蛋白质表达的操纵还可以使用RNA介导的干扰(RNAi)来执行，这可以允许基因功能的快速评估。使用秀丽隐杆线虫模型系统的另一个优点是能够冷冻和恢复该动物，从而允许长期储存。

可使用许多技术对秀丽隐杆线虫进行基因修饰以产生转基因秀丽隐杆线虫菌株。秀丽隐杆线虫的性二态性允许相对容易地按照已知程序执行基因操纵。例如，如果需要繁殖菌株，则可以使用单个雌雄同体进行自我受精并产生后代群体。即使突变致使动物无法交配，雌雄同体仍有可能产生后代。使秀丽隐杆线虫成为有效遗传工具的秀丽隐杆线虫繁殖的另一个方面是该动物使雄性与雌雄同体杂交的能力。例如，交配实验允许将诸如导致可见表型的突变的遗传标记物连同未知突变一起放置在单个生物体中，以便于绘制该突变的图谱。雌雄同体只产生有限数量的精子，并且通常可以有大约300个自体后代。由于添加了雄性产生的精子，交配使单个雌雄同体产生的后代数量增加到大约1,000个。相对大量的后代加上秀丽隐杆线虫的短寿命允许对动物进行快速且廉价的分析。

除了通过繁殖进行基因修饰外，还可以通过注射转基因来对秀丽隐杆线虫进行基因修饰。显微注射是创造转基因动物和将各种类型的分子直接引入到细胞中的有效方法。对于DNA转化，一种途径是将DNA注射到秀丽隐杆线虫性腺的远端臂中。秀丽隐杆线虫的远端生殖细胞系含有由许多生殖细胞核共享的细胞质的中央核心。因此，被注射到秀丽隐杆线虫性腺的远端臂中的DNA可被传递给许多后代。直接显微注射到卵母细胞核中可以诱导转基因的染色体整合，但此技术可能更难以执行。秀丽隐杆线虫中也可掺有(incorporate)被饲喂给它们的遗传物质。

秀丽隐杆线虫的培养相对简单。可将秀丽隐杆线虫在液体培养中培养，或者在细菌存在下在线虫生长培养基(NGM)琼脂板上培养。可使该动物在未添加细菌的化学成分确定的培养基中生长，这可能有用，因为可以改变培养基的组分以研究动物的营养物或其他化学需求。在一些实施方案中，让秀丽隐杆线虫在琼脂板上生长。可让秀丽隐杆线虫在线虫生长培养基(NGM)琼脂板上生长。可将细菌铺展在NGM板上作为动物的食物来源。例如，可使用OP50(一种渗漏的大肠埃希菌尿嘧啶营养缺陷体)。OP50将缓慢生长并为动物提供营养而不会使它们过度生长。一旦动物吃完板上的所有食物，它们将钻入琼脂中，并且每次可在15℃的培养箱中在“饥饿”板上维持数周。可通过使用诸如微量移液器尖端的无菌仪器从饥饿板上切下并移动一小块琼脂，或者用无菌水将蠕虫从平板表面洗掉，或者通过挑选一个或多个个体到新鲜的板上将动物转移到含有新鲜细菌的琼脂板上，这将导致秀丽隐杆线虫重新出现。在任何时候，都可将秀丽隐杆线虫低温保存。秀丽隐杆线虫更喜欢在介于15℃和25℃之间生长，但温度可能会改变，这取决于秀丽隐杆线虫的菌株和被测试的条件。在一些实施方案中，秀丽隐杆线虫培养物可在至少5℃、至少10℃、至少15℃、至少20℃、至少25℃、至少30℃、至少35℃或至少40℃的温度下培养。在一些实施方案中，秀丽隐杆线虫培养物可在至多65℃、至多60℃、至多55℃、至多50℃、至多55℃、至多40℃、至多35℃、至多30℃、至多25℃，或至多20℃的温度下培养。用于秀丽隐杆线虫操纵和培养的标准方案是已知的，例如，如Stiernagle T.Maintenanc e of C.elegans.Wormbook,ed.The C.elegansResearch Communit y,WormBook.(2006年2月11日)中所描述，其通过引用方式并入本文。

一种或多种微生物制品和/或一种或多种组分

本公开提供了用于评估、表征和识别微生物组的一种或多种微生物菌株的系统和方法。此类系统和方法可用于评估、表征和识别影响人类、牲畜和/或宠物健康的一种或多种微生物菌株。在一些实施方案中，评估、表征和识别蛇、蜥蜴、鱼或鸟的微生物组中的一种或多种微生物菌株。在一些实施方案中，评估、表征和识别哺乳动物微生物组中的一种或多种微生物菌株。哺乳动物微生物组可以是犬科动物、猫科动物、马科动物、牛科动物、绵羊科动物、山羊科动物或猪科动物微生物组。一般地，本文描述的系统或方法中使用的微生物组将对应于所述系统或方法中使用的转基因秀丽隐杆线虫模拟的疾病或疾患。例如，如果转基因秀丽隐杆线虫模拟人类疾病，则人类微生物组将被评估、表征或识别。

微生物组可从支持微生物生长的生物体的任何系统或组织中分离。例如，微生物组可以是皮肤微生物组、口腔微生物组、鼻微生物组、胃肠道微生物组、脑微生物组、肺微生物组或泌尿生殖道微生物组。在胃肠道微生物组中发现的示例性微生物菌株的清单包括在下表8中。本领域技术人员将理解，微生物组样本可通过本领域已知的各种方式获得。例如，皮肤、口腔、鼻、肺或泌尿生殖道微生物组样本可使用拭子或组织刮片获得。在一些实施方案中，胃肠道微生物组样本可取自粪便。皮肤微生物组、口腔微生物组、鼻微生物组、胃肠道微生物组、脑微生物组、肺微生物组或泌尿生殖道微生物组样本可通过活检获得。

在一些实施方案中，微生物组是健康个体或未患有特定疾病或病症或者未处于罹患特定疾病或病症的风险中的个体的微生物组。在一些实施方案中，微生物组是患有特定疾病或病症或者处于罹患特定疾病或病症的风险中的个体的微生物组。在一些实施方案中，微生物组是已知患有特定疾病或病症的个体的微生物组。在一些实施方案中，人类微生物组是具有一种或多种疾病或疾患的未知风险的人类微生物组。

在一些实施方案中，微生物组是参考微生物组。参考微生物组可为健康个体或未患有特定疾病或病症或者未处于罹患特定疾病或病症的风险中的个体的微生物组。在一些例子中，参考微生物组可能来自与待评估或表征的微生物组相同的个体，但在不同时间获得。在一些例子中，参考微生物组可能来自与待评估或表征的微生物组相同的个体，但从不同系统或组织获得。

在一些实施方案中，单种微生物菌株或微生物菌株组合可以以与此种菌株或此类菌株在微生物组中被发现的不同的相对量被评估、表征或识别。例如，单一菌株可使用本文描述的转基因秀丽隐杆线虫或使用转基因秀丽隐杆线虫的方法来评估、表征或识别，即使它与其他微生物菌株一起天然存在于微生物组中。作为另一个实例，两种微生物菌株可一起使用本文描述的转基因秀丽隐杆线虫或使用转基因秀丽隐杆线虫的方法来评估、表征或识别，即使它与另外微生物菌株一起天然存在于微生物组中。

微生物菌株的提取物、组分或化合物也可以使用本文描述的转基因秀丽隐杆线虫或使用转基因秀丽隐杆线虫的方法来评估、表征或识别。在一些情况下，可评估、表征或识别已被确定影响疾病或疾患的转基因秀丽隐杆线虫模型的微生物菌株的提取物、组分或化合物。评估、表征或识别影响疾病或疾患的转基因秀丽隐杆线虫模型的微生物菌株的提取物、组分或化合物可提供有关微生物组中潜在生物标志物、靶标或保护剂的额外信息。

本领域已知的多种技术可被用于制备微生物菌株的提取物，以及/或者从微生物菌株中分离出提取物、组分或化合物，或者加工(例如，分离和/或纯化来自微生物菌株的一种或多种组分或化合物)。仅举几个实例，此类技术可包括例如有机萃取、真空浓缩、层析等中的一种或多种技术。

评估生物学影响

本公开提供了以下见解：秀丽隐杆线虫可被用于通过使一种或多种微生物菌株与模拟哺乳动物疾病或疾患的转基因秀丽隐杆线虫接触(例如，将所述一种或多种微生物菌株饲喂给、施用给所述秀丽隐杆线虫)来识别、表征或评估哺乳动物微生物组的一种或多种微生物菌株。为确定微生物菌株或微生物菌株的组合是否影响模拟哺乳动物疾病或疾患的转基因秀丽隐杆线虫，可以在已与微生物菌株或微生物菌株的组合接触的不同样本中观察、测量或评估转基因秀丽隐杆线虫的参数。可以观察、测量或评估转基因秀丽隐杆线虫的各个参数，以确定微生物菌株或微生物菌株的组合是否影响模拟哺乳动物疾病或疾患的转基因秀丽隐杆线虫。仅举几个实例，可观察、测量或评估转基因秀丽隐杆线虫的行为(例如，交配、进食、食物厌恶或运动)、基因突变(例如，DNA中SNP、缺失、添加、倒位或重复序列的存在)、转录本水平、蛋白质水平、代谢物水平、脂质水平、碳水化合物、蛋白质(例如，酶)活性水平，以确定微生物菌株或微生物菌株的组合是否影响模拟哺乳动物疾病或疾患的转基因秀丽隐杆线虫。

在一些实施方案中，本文描述的方法利用第一样本和第二样本。在一些实施方案中，第一样本是参考样本。在一些实施方案中，参考样本可以是与例如OP50接触(例如，被施用了或被饲喂了例如OP50)的转基因秀丽隐杆线虫的培养物。在一些实施方案中，参考样本可以是与来自健康个体的微生物组的微生物菌株或微生物菌株的组合接触(例如，被施用了或被饲喂了该微生物菌株或微生物菌株的组合)的转基因秀丽隐杆线虫的培养物。在一些实施方案中，参考样本可以是与来自在第一时间点获得的个体的微生物组的微生物菌株或微生物菌株的组合接触(例如，被施用了或被饲喂了该微生物菌株或微生物菌株的组合)的转基因秀丽隐杆线虫的培养物。

在一些实施方案中，第二样本可以是测试样本。在一些实施方案中，测试样本可以是与来自哺乳动物微生物组(例如，人类微生物组)的单种微生物菌株或微生物菌株的组合接触(例如，被施用了或被饲喂了该单种微生物菌株或微生物菌株的组合)的转基因秀丽隐杆线虫的培养物。在一些例子中，人类微生物组是患有疾病或疾患或者处于疾病或疾患风险中的人的微生物组。在一些例子中，人类微生物组是具有一种或多种疾病或疾患的未知风险的人的微生物组。在一些实施方案中，测试样本可以是与在第二时间点获得的个体的微生物组的微生物菌株或微生物菌株的组合接触(例如，被施用或被饲喂了该微生物菌株或微生物菌株的组合)的转基因秀丽隐杆线虫的培养物。

在一些实施方案中，本文描述的方法包括将从测试样本获得的一个或多个参数与从参考样本获得的一个或多个参数进行比较。在一些实施方案中，通过将从测试样本获得的一个或多个参数与从参考样本获得的一个或多个参数进行比较，可以确定来自微生物组的单种微生物菌株或微生物菌株组合增加了由培养的转基因秀丽隐杆线虫模拟的疾病或疾患表型的严重程度或发病率。在一些实施方案中，通过将从测试样本获得的一个或多个参数与从参考样本获得的一个或多个参数进行比较，可以确定来自微生物组的单种微生物菌株或微生物菌株组合降低了由培养的转基因秀丽隐杆线虫模拟的疾病或疾患表型的严重程度或发病率。在一些实施方案中，通过将从测试样本获得的一个或多个参数与从参考样本获得的一个或多个参数进行比较，可以确定来自微生物组的单种微生物菌株或微生物菌株组合对由培养的转基因秀丽隐杆线虫模拟的疾病或疾患表型的严重程度或发病率没有影响。

本文提供的转基因秀丽隐杆线虫和使用转基因秀丽隐杆线虫的方法可用于评估、表征或识别微生物组中影响哺乳动物疾病或疾患的微生物菌株。本公开还提供了这样的认识，即本文提供的转基因秀丽隐杆线虫和使用转基因秀丽隐杆线虫的方法可被用于定义和/或表征与疾病或疾患相关的微生物签名(microbial signature)。此外，本公开提供了这样的认识，即本文提供的转基因秀丽隐杆线虫和使用转基因秀丽隐杆线虫的方法可被用于定义和/或表征与疾病或疾患的一个或多个特征(例如，严重程度、对治疗的反应等)相关的微生物签名。例如，如果多种微生物菌株被确定为与疾病或疾患严重程度增加相关联，例如，跨越多个个体，微生物菌株及其相对数量可被用作识别处于发展成疾病或病症严重程度增加的风险的个体的签名。作为另一个实例，如果多种微生物菌株被确定为与疾病或疾患严重程度增加相关联，例如，在单个个体中，在某些时间时(例如，在从治疗中去除后)，微生物菌株以及它们的相对量可被用作识别个体何时有发展成疾病或疾患严重程度增加的风险的签名。

本公开还提供了这样的认识，即本文提供的转基因秀丽隐杆线虫和使用转基因秀丽隐杆线虫的方法可被用来诊断患有疾病或疾患的个体。事实上，使用与通过使用本文提供的转基因秀丽隐杆线虫和使用转基因秀丽隐杆线虫的方法确定的疾病或疾患相关的微生物签名，个体可被早期诊断和/或识别为处于风险中的个体。

本公开还提供了这样的认识，即本文提供的转基因秀丽隐杆线虫和使用转基因秀丽隐杆线虫的方法可被用于监测个体中疾病或疾患的进展。例如，如果被确定为增加疾病或疾患严重程度的微生物菌株在微生物组内的相对数量降低，则可能指示疾病或疾患正在减弱，例如，因治疗或免疫反应而减弱。

本公开还提供了这样的见解，即本文提供的转基因秀丽隐杆线虫和使用转基因秀丽隐杆线虫的方法可被用于为个体患者定制治疗(例如，疗法、营养品和/或益生菌)。在一些实施方案中，本文提供的转基因秀丽隐杆线虫和使用转基因秀丽隐杆线虫的方法可以提供“个性化”的疗法。在一些情况下，可评估、表征或识别个体内的微生物菌株以确定它们是否对疾病或病症有影响。基于结果，可用一种或多种微生物菌株治疗个体以调节其微生物组中的微生物菌株(和/或其组分或其化合物)。在一些例子中，这将影响个体正患有的或者有罹患风险的疾病或疾患。例如，如果个体被确定为具有相对低的量的一种或多种已被确定能降低疾病或疾患严重程度的微生物菌株，则施用所述一种或多种已被确定能降低个体疾病或疾患严重程度的微生物菌株(或其提取物、组分或化合物)可以减弱个体疾病或疾患的严重程度。

药物组合物

本文提供了包含单种微生物菌株或微生物菌株组合的组合物。在一些实施方案中，组合物包含来自哺乳动物微生物组的单种微生物菌株或微生物菌株组合、其提取物和/或其组分，所述单种微生物菌株或微生物菌株组合、其提取物和/或其组分已使用本文描述的转基因秀丽隐杆线虫或方法进行评估、识别、表征或测定。在一些实施方案中，本文提供的组合物包含两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种、五种或更多种、六种或更多种、七种或更多种、八种或更多种、九种或更多种，或十种或更多种来自哺乳动物微生物组的微生物菌株、其提取物和/或其组分，该微生物菌株、其提取物和/或其组分已使用如本文描述的转基因秀丽隐杆线虫或方法进行评估、识别、表征或测定。

在一些实施方案中，本文提供的组合物包含下表8中列出的两种或更多种、三种或更多种、四种或更多种、五种或更多种、六种或更多种、七种或更多种、八种或更多种、九种或更多种，或十种或更多种微生物菌株。

在一些实施方案中，本文提供的组合物包含汉森葡糖醋杆菌(Gluconacetobacterhansenii)、甘油利用泰瑞孢子菌(Terrisporobacter glycolicus)、粪球菌属物种(Coprococcus sp.)、植物乳杆菌(L.plantarum)、丁酸梭菌(Clostridium butyricum)、类芽孢杆菌属物种(Paenibacillus sp.)、韦荣氏球菌属物种(Veillonella sp.)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、氨基酸球菌属物种(Acidaminococcus sp.)，或其组合。在一些实施方案中，组合包含以下中的至少两种、至少三种、至少四种、至少五种、至少六种、至少七种、至少八种、至少九种或全部：汉森葡糖醋杆菌、甘油利用泰瑞孢子菌、粪球菌属物种、植物乳杆菌、丁酸梭菌、类芽孢杆菌属物种、韦荣氏球菌属物种、双歧杆菌属、枯草芽孢杆菌，以及氨基酸球菌属物种。

在一些实施方案中，来自哺乳动物微生物组的单种微生物菌株或微生物菌株组合已被杀死(例如，热杀死)。替代地，在一些实施方案中，来自哺乳动物微生物组的单种微生物菌株或微生物菌株组合可以包含能存活的或活的细胞。

在一些实施方案中，一种或多种微生物菌株包括例如来自哺乳动物微生物组的能存活的或活的单种微生物菌株或微生物菌株组合。

在一些实施方案中，一种或多种微生物菌株包括例如来自如本文描述的哺乳动物微生物组的能存活的或活的单种微生物菌株或微生物菌株组合，包括一种或多种细胞培养物和/或其上清液或沉淀和/或由其形成的粉末并且/或者是通过使用一种或多种细胞培养物和/或其上清液或沉淀和/或由其形成的粉末配制的。

在一些实施方案中，根据本公开使用的组合物是例如用于施用(例如，经口施用)给哺乳动物(例如，人)的药物组合物。药物组合物通常包含活性剂(例如，来自哺乳动物微生物组的单种微生物菌株或微生物菌株组合、其提取物和/或其组分)和药学上可接受的载体。某些示例性药学上可接受的载体包括例如与药物施用相容的盐水、溶剂、分散介质、包衣剂、抗细菌剂和抗真菌剂、等张剂和吸收延迟剂等。

在一些实施方案中，根据本公开使用的药物组合物可包括一种或多种补充活性化合物并且/或者可与一种或多种补充活性化合物联合施用；在某些实施方案中，此类补充活性剂可以包括生姜、姜黄素、益生菌(例如，以下属中一个或多个属的益生菌菌株：乳杆菌属(Lact obacillus)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)、酵母菌属(Saccharomyces)、肠球菌属(Enterococcus)、链球菌属(Streptococcus)、片球菌属(Pedioc occus)、明串珠菌属(Leuconostoc)、芽孢杆菌属(Bacillus)和/或大肠埃希菌(Escherichia coli)(参见Fijan,Int J Environ Res Public Health.2014年5月；11(5):4745–4767，其通过引用方式并入本文)；益生元(有助于支持益生菌微生物生长的不可消化食物成分，例如果聚糖(诸如低聚果糖(FOS)和菊粉)、半乳糖(诸如低聚半乳糖(GOS))、膳食纤维(诸如抗性淀粉)、果胶、β-葡聚糖和低聚木糖(Hutkins等人，Curr Op in Biotechnol.2016年2月；37:1–7，其通过引用方式并入本文)以及它们的组合。

药物组合物通常被配制成与其预期的施用途径相容。施用途径的实例包括经口施用。配制合适的药物组合物的方法是本领域已知的，参见，例如Remington:The Scienceand Practice of Pharmacy，第21版，2005；以及Drugs and the PharmaceuticalSciences:a Series of Textbooks and Monographs(Dekker,NY)系列中的书籍。经口组合物一般包含惰性稀释剂或可食用载体。仅举几个实例，在一些实施方案中，经口制剂可以是或包括糖浆剂、液体、片剂、锭剂、软糖、胶囊(例如，明胶胶囊)、粉剂、凝胶、膜剂等。

在一些实施方案中，药学上相容的粘合剂和/或佐剂材料可以作为药物组合物的一部分包含在内。在一些特定的实施方案中，药物组合物可以含有，例如，以下非活性成分或类似性质的化合物中的任一种或多种：粘合剂(诸如微晶纤维素、黄蓍胶或明胶)；赋形剂(诸如淀粉或乳糖)、崩解剂(诸如海藻酸、羧甲基淀粉钠(Primogel)或玉米淀粉)；润滑剂(诸如硬脂酸镁或固醇镁(Sterote))；助流剂(诸如胶体二氧化硅)；甜味剂(诸如蔗糖或糖精)；或调味剂(诸如薄荷、水杨酸甲酯或橙味调味剂)。在一些实施方案中，组合物可以按原样被服用或者被洒在食物或液体(诸如水)上或者被混合到食物或液体(诸如水)中。在一些实施方案中，可以如本文所述的那样施用给哺乳动物的组合物可以是或包括包含有(例如，补充有)来自哺乳动物微生物组的单种微生物菌株或微生物菌株组合、其提取物和/或其组分的可摄入物品(例如，食品或饮料)。

在一些实施方案中，食品可以是或包括以下中的一种或多种：棒状食品(bars)、糖果、烘焙食品、谷物、咸点心、面食、巧克力和其他固体食品，以及液体或半固体食品(包括酸奶、汤和炖肉)和饮料(诸如冰沙、奶昔、果汁和其他碳酸或非碳酸饮料)。在一些实施方案中，食品是由受试者通过将来自哺乳动物微生物组的单种微生物菌株或微生物菌株组合、其提取物和/或其组分混合来制备。

组合物可以与本文描述的方法中的施用说明或使用说明一起包括在药盒、容器、包装或分配器中。

阅读本公开的本领域技术人员将理解，在一些实施方案中，如本文描述的组合物(例如，药物组合物)可以是或包括一种或多种产生(例如，已经产生和/或正在产生)相关化合物的细胞、组织或生物体(例如，植物或微生物细胞、组织或生物体)。

本领域技术人员将理解，在一些实施方案中，用于制备组合物和/或制品，以及/或者用于制备(以及特别是用于制备药物组合物)的技术可包括评估或表征化合物、制品或组合物的一个或多个步骤，例如作为质量控制的一部分。在一些实施方案中，如果被测定的材料不满足相关评估的预定规范，则将其丢弃。在一些实施方案中，如果此类被测定的材料确实满足预定规范，那么如本文的描述的那样继续对其进行处理。

在一些实施方案中，本文提供的药物组合物可以促进来自哺乳动物微生物组的单种微生物菌株或微生物菌株组合，特别是这样的一种或多种微生物菌株的定植，所述微生物菌株已经被识别、表征或评估为能降低患有哺乳动物疾病或疾患或者处于患哺乳动物疾病或疾患风险中的哺乳动物中的哺乳动物疾病或疾患的严重程度或发病率。在一些实施方案中，本文提供的药物组合物可以减弱来自哺乳动物微生物组的单种微生物菌株或微生物菌株组合，特别是这样的一种或多种微生物菌株的定植，所述微生物菌株已经被识别、表征或评估为能增加患有哺乳动物疾病或疾患或者处于患哺乳动物疾病或疾患风险中的哺乳动物中的哺乳动物疾病或疾患的严重程度或发病率。在一些实施方案中，本文提供的药物组合物可以促进来自哺乳动物微生物组的单种微生物菌株或微生物菌株组合，特别是这样的一种或多种微生物菌株的定植，所述微生物菌株已被识别、表征或评估为不影响患有哺乳动物疾病或疾患或者处于患哺乳动物疾病或疾患风险中的哺乳动物中的哺乳动物疾病或疾患的严重程度或发病率，但是已经被识别、表征或评估为能够战胜一种或多种已被识别、表征或评估为能增加患有哺乳动物疾病或疾患或者处于哺乳动物疾病或病状风险的哺乳动物中哺乳动物疾病或疾患的严重程度或发病率的微生物菌株。

在一些实施方案中，组合物中一种或多种微生物菌株中的每一种均包含10¹至10¹²个菌落形成单位(CFU)。在一些实施方案中，组合物中一种或多种微生物菌株中的每一种均包含10⁶至10¹²CFU。在一些实施方案中，组合物中一种或多种微生物菌株中的每一种均包含相同数量的CFU。在一些实施方案中，组合物中一种或多种微生物菌株中的一些包含不同数量的CFU。

在一些实施方案中，组合物包含总共10⁶至10¹²CFU。

在一些实施方案中，药物组合物是基于特定哺乳动物(例如，特定人类患者)的微生物组为该哺乳动物(例如，人类)定制的。在一些实施方案中，药物组合物对单个哺乳动物(例如，人类)的微生物组具有特异性。在一些实施方案中，药物组合物对哺乳动物(例如，人类)群体的微生物组具有特异性。哺乳动物的群体可以包括但不限于：家庭、相同区域位置(例如，邻里、城市、州或国家)中的哺乳动物、患有相同疾病或疾患的哺乳动物、特定年龄或年龄范围的哺乳动物、食用特定饮食(例如食物、食物来源或热量摄取)的哺乳动物。

治疗方法

本公开认识到本文描述的组合物可以用于治疗受试者。本公开提供的方法包括用于治疗某些疾病、病症和疾患的方法。在一些实施方案中，相关疾病、病症和疾患可以是或包括神经退行性疾病、病症或疾患。在一些实施方案中，神经退行性疾病、病症或疾患可为阿尔茨海默病。在一些实施方案中，相关疾病、病症和疾患可以是或包括眼部新生血管疾病、病症或疾患。在一些实施方案中，神经退行性疾病、病症和或疾患可为糖尿病性视网膜病、早产儿视网膜病、年龄相关性黄斑变性，或青光眼。

一般地，本公开提供的治疗方法涉及将治疗有效量的如本文描述的组合物单独地或与其他组合物和/或治疗组合地施用给需要此类治疗或者已被确定需要此类治疗的受试者。

在一些实施方案中，本文提供的治疗方法是预防疾病的或预防性的，例如，可以在显示明显症状和/或暴露于与神经退行性疾病、病症或疾患相关的特定预期诱因之前被施用给受试者。在一些实施方案中，本文提供的治疗的方法是治疗性的，例如，可在出现与神经退行性疾病、病症或疾患相关的明显症状后被施用给受试者。

在一些实施方案中，所提供的治疗方法被施用给这样的受试者，所述受试者是哺乳动物，例如经历如本文描述的疾病、病症或疾患的哺乳动物；在一些实施方案中，受试者是人类或非人类的兽药受试者，例如猿、猫、狗、猴或猪。

在许多实施方案中，治疗涉及改善与神经退行性疾病、病症或疾患相关的疾病、病症或疾患的至少一种症状。在一些实施方案中，治疗方法可以是预防疾病的。

在一些实施方案中，所述方法可以包括在预期与神经退行性疾病、病症或疾患相关的治疗施用之前、施用期间(例如同时施用)或施用之后施用治疗有效量的本文公开的组合物。

在一些实施方案中，接受如本文描述的治疗的受试者可能正在接受和/或可能已经接受例如可能意图治疗如本文描述的疾病、病症或疾患(例如神经退行性疾病、病症或疾患)的特征的一种或多种症状的其他治疗(例如，药理学治疗/疗法、手术等)，使得所提供的组合物与此类其他疗法(即治疗)被组合施用以治疗相关疾病、病症或疾患。

在一些实施方案中，本文描述的组合物可以以含有一种或多种药学上可接受的载体的形式被施用。合适的载体已经在前面进行了描述，并且随组合物的所需形式和施用方式而变化。例如，药学上可接受的载体可以包括稀释剂或赋形剂，诸如填充剂、粘合剂、湿润剂、崩解剂、表面活性剂、助流剂和润滑剂。通常，载体可以是固体(包括粉末)、液体或其任何组合。从与组合物中的其他成分相容并且对受试者无害的意义上来讲，每种载体是优选“可接受的”。载体可以是生物学上可接受的并且是惰性的(例如，它允许组合物保持生物材料的存活能力，直到被递送到合适的部位)。

片剂、丸剂、胶囊、锭剂等可以含有以下成分或具有类似性质的化合物中的任一种：粘合剂，诸如微晶纤维素、黄芪胶或明胶；赋形剂，诸如淀粉或乳糖；崩解剂，诸如海藻酸、羧甲基淀粉钠(primogel)或玉米淀粉；润滑剂，诸如硬脂酸镁或固醇镁(sterote)；助流剂，诸如胶体二氧化硅；甜味剂，诸如蔗糖或糖精；或者调味剂，诸如薄荷、水杨酸甲酯、橙味调味剂或其他合适的调味剂。这些仅用于示例目的，并非旨在限制。

经口组合物可以包含惰性稀释剂或可食用载体。就经口治疗性施用来说，活性化合物可以与赋形剂掺合在一起，并以片剂、糖锭剂(lozenge)、软锭剂(pastille)、锭剂或胶囊(例如明胶胶囊)的形式使用。经口组合物也可以通过将本公开的组合物与食物组合来制备。在一些实施方案中，可以将微生物配制在食品中。一些待与本文描述的方法和组合物一起使用的食品的非限制性实例包括：棒冰、奶酪、奶油、巧克力、牛奶、肉、饮料、腌菜、开菲尔(kefir)、日本豆酱(miso)、酸菜(sauerkraut)等。在其他实施方案中，食品物品可以是果汁、提神饮料、茶饮料、饮料制品、果冻饮料和功能性饮料；酒精饮料，诸如啤酒；含碳水化合物的食品，诸如大米食品、面条、面包和面食；糊状产品，诸如鱼、火腿、香肠、海鲜的糊状产品；蒸煮袋装产品，诸如咖喱、涂有浓淀粉酱的食品以及中式汤；汤；乳制品，诸如牛奶、乳制品饮料、冰淇淋和酸奶；发酵产品，诸如发酵豆浆、发酵饮料和腌菜；豆产品；各种糕点糖果产品，包括饼干、曲奇饼等、糖果、口香糖、软糖、冷甜点(包括果冻、奶油焦糖和冷冻甜点)；速食食品，诸如速食汤和速食豆汤；等等。优选食品制品在与一种或多种微生物菌株混合后不需要蒸煮以免杀死任何微生物。在一个实施方案中，用于施用的食品是冷冻的，例如，冰镇的调味水。在某些实施方案中，食品物品不是潜在过敏性食品物品(例如，不是大豆、小麦、花生、坚果(tree nut)、乳制品、蛋、贝类或鱼)。药物相容性粘合剂和/或佐剂材料可作为组合物的一部分包含在内。

在一些此类实施方案中，本文描述的组合物是根据用所施用的细胞实现受试者微生物组的群体的给药方案被施用给受试者。在一些实施方案中，组合物是以单剂量被施用给受试者。在一些实施方案中，组合物是以多个剂量被施用给受试者。在一些实施方案中，组合物的剂量是每天两次、每天、每周或每月被施用给受试者。

在一些实施方案中，剂量中一种或多种微生物菌株中的每一种均包含10¹至10¹²个菌落形成单位(CFU)。在一些实施方案中，剂量中一种或多种微生物菌株中的每一种均包含10⁶至10¹²CFU。在一些实施方案中，剂量中一种或多种微生物菌株中的每一均包含相同数量的CFU。在一些实施方案中，剂量中一种或多种微生物菌株中的一些包含不同数量的CFU。

在一些实施方案中，一种或多种微生物菌株的剂量包含总共10⁶至10¹²CFU。在一些实施方案中，一种或多种微生物菌株的剂量包含总共10⁷至10¹⁰CFU。在一些实施方案中，一种或多种微生物菌株的剂量包含5-200百万CFU。在一些实施方案中，一种或多种微生物菌株的剂量包含5-50百万CFU。在一些实施方案中，一种或多种微生物菌株的剂量包含5-20百万CFU。在一些实施方案中，一种或多种微生物菌株的剂量包含50-100百万CFU。在一些实施方案中，一种或多种微生物菌株的剂量包含100-200百万CFU。

实施例

提供了以下实施例，目的是向技术人员描述如何制备和使用本文描述的方法和组合物，并且并非旨在限制本公开的范围。

实施例1：材料和方法

通过基因合成产生两个处于肠启动子(pvha-6::apoE4::tbb-2UTR)控制下的人APOE4转基因的不同构建体。将该构建体克隆到pUC57质粒的KpnI/SalI限制酶位点中。对人APOE4蛋白序列进行密码子优化，以使其在秀丽隐杆线虫中最佳表达。三个合成内含子都包含在这两个构建体中的apoE4序列内，以避免在秀丽隐杆线虫中的基因沉默和最佳表达。内含子的核苷酸序列包括在下表1中。

在一个构建体中，用于从秀丽隐杆线虫FLP-1分泌的信号序列包含在apoE4序列中(“蠕虫2”)。在另一个构建体中，没有信号序列被添加到apoE4序列中(“蠕虫1”)。

染色体外阵列菌株是通过给蠕虫1或蠕虫2注射表达质粒和共注射标志物(pCFJ90，pmyo-2::mCherry为2ng/μl)来构建。用于蠕虫1和蠕虫2的序列包括在下表2中。编码序列是用大写字母指示；非编码序列是用小写字母指示。

实施例2：用于表征影响与阿尔茨海默病相关的参数的微生物菌株的示例性系统

实施例2.1：阿尔茨海默病

阿尔茨海默病(AD)是痴呆症最常见的原因。AD的特征为包括记忆、语言和认知技能在内的认知功能逐渐下降。老年斑和细胞内神经原纤维缠结一般被认为是AD病理学的标志性特征。斑块可以由40或42个氨基酸的淀粉样-β(Aβ)肽的聚集体组成，所述聚集体可以由早老素(PSEN1和PSEN2)对淀粉样蛋白前体蛋白(APP)的异常加工而形成。可溶性Aβ低聚体也可引起突触功能障碍，导致神经退行性变和认知障碍。(Mucke,L.和Selkoe，D.J.(2012)。Neurotoxicity of amyloidβ-protein:synaptic and networkdysfunction.Cold Spring Ha rb.Perspect.Med.2,a006338，其通过引用方式并入本文)。AD中的神经原纤维缠结可包括过度磷酸化的tau蛋白，它是神经元中的微管相关蛋白。(Iqbal,K.等人(2010)。Tau in Alzheimer Disease and Rel atedTauopathies.Curr.Alzheimer Res.7,656–664，其通过引用方式并入本文)。在AD中，tau可被异常过度磷酸化并聚集成细丝。(Gru ndke-Iqbal,I.等人(1986)。Abnormalphosphorylation of the microtub ule-associated protein tau(tau)in Alzheimercytoskeletal pathology.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.83,4913–4917，其通过引用方式并入本文)。由于有强有力的证据表明Aβ参与AD，几种基于单克隆抗体的治疗剂被开发和测试以靶向淀粉样蛋白斑块。(van Dyck,C.H.(2018).Anti-Amyloid-βMonoclonal Antibodiesfor Alzheimer’s Dise ase:Pitfalls and Promise.Biol.Psychiatry 83,311–319，其通过引用方式以其整体并入本文)。尽管在标准哺乳动物动物模型中的研究表明，在动物模型中有效预防或去除Aβ蓄积的干预措施并没有改善人类临床试验中的认知。

虽然约5％的AD病例似乎有遗传原因，但95％的病例是病因不明的散发性或迟发性AD。不到1％的AD病例是由包括APP、PSEN1和PSEN2在内的基因的基因突变引起的。虽然其他几个基因与AD相关，但AD中最强的遗传风险因素之一是apoe。(Lambert,J.-C.等人(2009)。Genome-wide association study identifies variants at CLU and CR1associated with Alzheimer’s disease.Nat.Genet.41,1094–1099；Shen,L.和Jia,J.(2016).An Overview of Genome-Wide Association Studies in Alzheimer’sDisease.Neurosci.Bull.32,183–190，每个文献都通过引用方式并入本文)。脂质/胆固醇载体载脂蛋白E(APOE)是由apoe编码。在人类中，存在3种主要的蛋白质变体，被称为APOE2、APOE3和APOE4，它们彼此之间仅在两个氨基酸残基上不同。(Mahley,R.W.(2016).Apolipoprotein E:from cardiovascular disease to neurodegenerativedisorders.J.Mol.Med.Berl.Ger.94,739–746，其通过引用方式并入本文)。携带apoe多态性的人，特别是携带apoe4等位基因的人，与携带apoe2或apoe3等位基因的人相比，明显更有可能罹患AD，但也有可能罹患早发性AD。(Roses,A.D.(1996).Apolipoprotein Ealleles as risk factors in Alzheimer’s disease.Annu.Rev.Med.47,387–400；Strittmatter,W.J.,and Roses,A.D.(1996).Apolipoprotein E and Alzheimer’sdisease.Annu.Rev.Neurosci.19,53–77，它们中的每一个都通过引用方式并入本文)。虽然APOE2被认为是APOE的保护形式，但APOE4被认为是“有毒”形式。(Strittmatter和Roses，1996，其通过引用方式并入本文)。APOE4加剧了与AD相关的脑部变化，包括淀粉样沉积物水平增加、脑部功能障碍和神经退行性变。(DiBattista,A.M.等人(2016)。Alzheimer’sDisease Genetic Risk Factor APOE-ε4Also Affects Normal BrainFunction.Curr.Alzheimer Res.13,1200–1207，其通过引用方式并入本文)。尽管APOE4在AD中的重要性，但APOE4如何促进AD发病机制的分子机制仍没有被很好地了解。(Kanekiyo,T.等人(2014)。ApoE and Aβin Alzheimer’s disease:accidental encounters orpartners？Neuron 81,740–754，其通过引用方式以其整体并入本文)。APOE4被认为通过功能丧失和功能获得机制促成AD发病机制。(DiBattista,2016；Zepa,L.等人(2011)。ApoE4-Driven Accumulation of Intraneuronal Oligomerized Aβ42following Activation ofthe Amyloid Cascade In Vivo Is Mediated by a Gain ofFunction.Int.J.Alzheimers Dis.2011，每个文献都通过引用方式并入本文)。

早期的研究表明，APOE亚型结合Aβ并有助于清除Aβ。(Kim,J.等人(2009)。Therole of apolipoprotein E in Alzheimer’s disease.Neuron63,287–303，其通过引用方式并入本文)。与APOE2和APOE3相比，APOE4被认为在清除Aβ方面不太有效(Kim，2009，其通过引用方式并入本文)。然而，最近的研究表明，APOE与Aβ竞争通过apoE受体的摄取。(Verghese,P.B.等人(2013)。APOE influences amyloid-β(Aβ)clearance despiteminimal APOE/Aβassociation in physiological conditions.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.110,E1807-1816；Yajima,R.等人(2015)。APOE-isoform-dependent cellularuptake of amyloid-βis mediated by lipoprotein receptor LR11/SorLA.Biochem.Biophys.Res.Commun.456,482–488，每个文献都通过引用方式并入本文)。虽然所有亚型都能够竞争与APOE受体的结合，但表达APOE4的细胞在清除Aβ上不太有效。(Verghese，2013年，其通过引用方式并入本文)。

虽然APOE4在Aβ脑部病理学中的作用已得到充分证明，但AP OE4在tau病理学中的影响最近才被探索。使用过表达含有P301S突变的1N4R人tau的tau病变模型，证明了ApoE4加剧了tau诱导的神经炎症和神经退行性变表型，而不依赖于Aβ病理学。(Shi,Y.等人(2017)。ApoE4 markedly exacerbates tau-mediated neurodegeneration in a mousemodel of tauopathy.Nature 549,523–527，其通过引用方式并入本文)。Tau P301S突变最初是在患有额颞叶痴呆和退化的人类病例中发现的。(Bugiani,O.等人(1999)。Frontotemporal Dement ia and Corticobasal Degeneration in a Family with aP301S Mutatio n in Tau.J.Neuropathol.Exp.Neurol.58,667–677，其通过引用方式并入本文)。进一步地，tau P301S突变蛋白与野生型tau相比是更受偏爱的磷酸化底物。(Alonso,A.del C.等人(2004)。Promotion of hyperphosphorylation byfrontotemporal dementia tau mutations.J.Biol.Chem.279,34873–34881，其通过引用方式并入本文)。有趣的是，在AD中发现的神经原纤维缠结主要由过度磷酸化的tau组成。(Iqba l，2010，其通过引用方式并入本文)。此外，在额颞叶痴呆患者中，APOE4等位基因的频率明显更高(Stevens，M.等人(1997)。Apolipopr otein E gene and sporadic frontallobe dementia.Neurology 48,1526-1529，其通过引用并入本文)，并且APOE4携带者也具有增加的疾病严重程度(Agosta,F.等人(2009)。Apolipoprotein Eε4is associatedwithdisease-specific effects on brain atrophy in Alzheimer’s diseas e andfrontotemporal dementia.Proc.Natl.Acad.Sci.106,2018–2022；Engelborghs,S.等人，(2006)。Dose dependent effect of APOE epsilon4 on behavioral symptoms infrontal lobe dementia.Neurobiol.Aging 27,285–292，每个文献都通过引用方式并入本文)。尽管APOE4在AD中的重要性，但缺乏靶向APOE4的疗法。(Michaelson,D.M.(2014).APOEε4:The most prevalent yet understudied risk factor for Alzheimer’sdisease.Alzheimers Dement.J.Alzheimers As soc.10,861–868；Holtzman,D.M.等人(2012)。Apolipoprotein E andApolipoprotein E Receptors:Normal Biology andRoles in Alzhei mer Disease.Cold Spring Harb.Perspect.Med.2，每个文献都通过引用方式并入本文)。此外，尽管在多于一半的AD患者中被识别出，但ApoE4携带者由于其反应的不可预测性而经常被排除出AD的临床试验。(Qiu,W.Q.,等人(2013)。Angiotensinconverting enzyme inhibitors and the reduced risk of Alzheimer’s disease inthe absence of apolipoprotein E4 allele.J.Alzheimers Dis.JAD 37,421–428；Sperling,R.等人(2012)。Amyloid-related imaging abnormalities in patients withAlzheimer’s disease treated with bapineuzumab:a retrospe ctiveanalysis.Lancet Neurol.11,241–249；Farlow,M.R.等人(1998)。Treatment outcome oftacrine therapy depends on apolipoprotein genotype and gender of the subjectswith Alzheimer’s disease.Neur ology 50,669–677；Risner,M.E.等人(2006)。Efficacyof rosiglitazon e in a genetically defined population with mild-to-moderateAlzheim er’s disease.Pharmacogenomics J.6,246–254；每个文献都通过引用方式并入本文)。

有趣的是，虽然APOE4在大脑中表达，但APOE4的外周组织表达高；这提出了外周APOE4可能有助于AD发病机制的可能性。除了脑部，APOE蛋白主要在肝脏中合成，并参与脂质转运和胆固醇稳态。(Safieh,M.等人(2019)。ApoE4:an emerging therapeutic targetfor Alzheimer’s disease.BMC Med.17，其通过引用方式并入本文)。肝脏是通过肠肝循环不仅接触营养物质而且接触肠道微生物组衍生的小分子或代谢物或毒素的主要部位。因此，肠道内的生态失调将对肝脏产生深远的影响。一种可能性是AD可能起源于肠道：“微生物组衍生材料”可能会渗入肠肝循环并到达肝脏。APOE4可能会从肝脏将这些“微生物组衍生材料”运送到大脑，在那里它们可以播种淀粉样沉积物和/或增加神经炎症。最近的研究表明，肠道微生物组在AD中起着重要作用。与对照群体相比，在人AD患者中观察到微生物组的显著变化。然而，尚不清楚这些变化是否为该疾病的原因或后果。尽管许多微生物组组分与AD的易感性或发病机制有关，但此类相互作用的分子机制仍然未知。

实施例2.2：APOE4增强Aβ诱导的麻痹表型

为了测试微生物是否调节AD发病机制，开发了表达人APOE4的转基因秀丽隐杆线虫菌株。这些转基因秀丽隐杆线虫菌株在含有允许在细胞中分泌出人APOE4的信号序列[例如，mbEx2(pvha-6::ssapo e4)]或不含信号序列[例如，mbEx1(pvha-6::apoe4)]的肠启动子控制下在秀丽隐杆线虫的肠道中表达人APOE4。在秀丽隐杆线虫中，没有肝脏，并且肠道执行肝脏通常执行的所有功能。给动物施用大肠埃希菌OP50标准实验室菌株。从成年的第1天开始每隔一天监测动物，直到所有动物都麻痹。对于每个测定，记录至少20只动物(如表4中所列)。获得了来自三个独立试验的数据。对于每个数据点，平均值±s.d显示在图1的图表中。表达含有或不含所述信号序列的人APOE4的转基因动物没有表现出任何明显的表型(图1)。

人Aβ1-42在秀丽隐杆线虫肌肉中的表达被报道可诱导麻痹表型。(Link,C.D.(1995).Expression of human beta-amyloid peptide in transgenic Caenorhabditiselegans.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.92,9368-9372，其通过引用方式并入本文)。为了确定人APOE4是否调节由人Aβ1-42在肌肉中诱导的麻痹表型，分析了表4中列出的动物。

含有信号序列的APOE4的表达增强了Aβ诱导的麻痹表型。虽然约40％的表达Aβ的动物麻痹，但到成年期第8天，>90％的表达Aβ和含有信号序列的APOE4二者的动物麻痹(图1)。然而，表达Aβ和不含信号序列的APOE4的动物的麻痹表型与单独表达Aβ的动物相似(图1)。相反，在不存在Aβ表达的情况下，单独表达含有信号序列或不含信号序列的APOE4都不会诱导成年期麻痹表型(图1)。

对于本文描述的其余研究，分析了表达含有信号序列的APOE4的菌株，该蛋白将被称为ssApoE4。

实施例2.3：与GFP和人ssAPOE4缀合的Aβ3-42显著增加

与GFP缀合的人Aβ_3-42在秀丽隐杆线虫肌肉中的表达被报道为导致聚集体形成。(Link,C.D.,Fonte,V.,Roberts,C.M.,Hiester,B.,Silverman,M.A.和Stein,G.H.(2008).The beta amyloid peptide can act as a modular aggregationdomain.Neurobiol.Dis.32,420–425，其通过引用方式并入本文)。为了确定人ssApoE4的表达是否影响秀丽隐杆线虫中Aβ聚集体的形成，产生了表达人ssApoE4以及与GFP缀合的人Aβ_3-42的动物。给下表5中列出的动物施用大肠埃希菌OP50标准实验室菌株。

当动物达到成年期时，对动物前部区域中的GFP聚集体进行计数。对于每次测定，记录至少17只动物。对于每个数据点，均值±s.d显示在图2的图表中。与表达Aβ3-42的动物相比，表达Aβ3-42和ssApoE4的动物具有显著增加的GFP聚集体，如使用学生t检验所分析，P<0.0001。

同表达与GFP缀合的人Aβ_3-42的动物前部区域中的聚集体数量相比，同时表达与GFP缀合的Aβ_3-42和人ssApoE4的动物中的聚集体数量显著增加(图2)。有趣的是，AD患者中的Aβ沉积被报道在APOE4携带者中较非携带者更高。(Dorey,E.、Chang,N.、Liu,Q.Y.、Yang,Z.和Zhang,W.(2014)。Apolipoprotein E,amyloid-beta,and neuroinflammation inAlzheimer’s disease.Neurosci.Bull.30,317–330，其通过引用方式并入本文)。

实施例2.4：UbV-GFP在同时表达人ssAPOE4和人tau352(PHP)的动物中稳定

过度磷酸化的tau被报道与AD相关。模拟AD相关修饰的假过度磷酸化tau的表达被进一步报道在秀丽隐杆线虫中诱导进行性年龄依赖性运动缺陷。(Brandt,R.,Gergou,A.,Wacker,I.,Fath,T.和Hutter,H.(2009)。A Caenorhabditis elegans model of tauhyperphosphorylation:induction of developmental defects by transgenicoverexpression of Alzheimer’s disease-like modified tau.Neurobiol.Aging 30,22–33，其通过引用方式并入本文)。

为了分析ssAPOE4是否调节tau诱导的秀丽隐杆线虫缺陷，产生了表达假过度磷酸化的人tau和人ssAPOE4的转基因菌株。给适当基因型的动物施用大肠埃希菌op50标准实验室菌株。与单独表达假过度磷酸化的人tau菌株的菌株相比，在表达假过度磷酸化的人tau和人ssAPOE4的菌株之间没有观察到明显的运动差异(数据未显示)。

适当的蛋白酶体功能对细胞功能很重要，该领域的先前研究表明，人AD中的蛋白酶体功能受损(Bonet-Costa,V.等人(2016)。The Proteasome and Oxidative Stress inAlzheimer’s Disease.Antioxid.Redox Signal.25,886–901；Upadhya,S.C.和Hegde,A.N.(2007)。Role of the ubiquitin proteasome system in Alzheimer’s disease.BMCBiochem.8,S12；Oddo,S.(2008).The ubiquitin-proteasome system in Alzheimer’sdisease.J.Cell.Mol.Med.12,363–373；Zheng,Q.等人(2016)。Dysregulation ofUbiquitin-Proteasome System in Neurodegenerative Diseases.Front.AgingNeurosci.8，每个文献都通过引用方式并入本文)。为了确定ssApoE4表达是否影响蛋白酶体功能，产生了携带人ssApoE4和蛋白酶体功能受损标志物的动物(表6)。蛋白酶体功能障碍标志物由N端与GFP(UbV-GFP)融合的不可切割泛素组成。

当动物达到成年期时，计数在肠道中表达GFP的动物数量。对于每次测定，记录至少30只动物。来自三个独立试验的数据都呈现于(图3)中。对于每个数据点，均值±s.d呈现于曲线图中。与表达tau352(PHP)的动物相比，表达ssAPOE4和tau352(PHP)的动物具有显著增加的UbV-GFP表达，如使用学生t检验(P<0.0001)所分析。

一般地，UbV-GFP经历蛋白酶体依赖性降解，而受损的蛋白质稳态导致GFP稳定(参见，例如，图3)。在表达人ssApoE4的动物中观察到极少的GFP表达或未观察到GFP表达；然而，UbV-GFP在同时表达人ssApoE4和人假过度磷酸化的人tau的动物中是稳定的(图3)。假过度磷酸化的人tau表达本身不诱导蛋白酶体应激(图3)。该结果表明人ssApoE4和人假过度磷酸化的人tau的表达诱导蛋白酶体应激。

过度磷酸化的Tau先前已被报道对蛋白酶体降解具有抗性(Poppek,D.、Keck,S.、Ermak,G.、Jung,T.、Stolzing,A.、Ullrich,O.、Davies,K.J.A.和Grune,T.(2006)。Phosphorylation inhibits turnover of the tau protein by the proteasome:influence of RCAN1 and oxidative stress.Biochem.J.400,511–520，其通过引用方式并入本文)，并且tau磷酸化被报道能调节蛋白酶体活性(Ren,Q.-G.、Liao,X.-M.、Chen,X.-Q.、Liu,G.-P.和Wang,J.-Z.(2007)。Effects of tau phosphorylation on proteasomeactivity.FEBS Lett.581,1521–1528；Johnson,G.V.W.(2006).Tau phosphorylation andproteolysis:insights and perspectives.J.Alzheimers Dis.JAD 9,243–250，其通过引用方式并入本文)。在秀丽隐杆线虫转基因菌株中，人假过度磷酸化的人tau在神经元中表达，而人ssApoE4在肠启动子的控制下与使它能够分泌到细胞外的信号序列一起表达。UbV-GFP的诱导主要在动物的肠中观察到(未显示)。肠是秀丽隐杆线虫中的大突出组织，该组织可能掩盖了其他组织中UbV-GFP的诱导。然而，肠中UbV-GFP的诱导为可能改变蛋白酶体功能的干预提供了简单的视觉筛选。

实施例2.5：影响Aβ麻痹的微生物菌株

给具有适当基因型的动物施用大肠埃希菌OP50标准实验室菌株或个体微生物组菌株。在成年期的第4天记录麻痹动物的数量。呈现了三项独立试验的数据。对于每个数据点，均值±s.d呈现于曲线图中。关于具有针对每种条件分析的动物数量的原始数据，参见下表1。

为了促进针对调节剂的微生物组快速筛查，产生了表达人ssApoE4、人Aβ1-42、人假磷酸化tau和UbV-GFP蛋白酶体标志物的新型转基因秀丽隐杆线虫菌株。该转基因菌株不仅可被用于识别抑制麻痹的干预，而且还可以用于改善蛋白酶体功能的剂中。进一步地，该模型可被用于寻找影响(增强或减轻)麻痹的生物通路的参数或特征。参数或特征可以是小分子、代谢物、核酸、蛋白质、脂质，或者甚至微生物组组分。经来自人微生物组的约1400种个体微生物菌株施用给携带人ssApoE4、人Aβ1-42、人假磷酸化tau和UbV-GFP蛋白酶体标志物的动物。观察到一定程度的麻痹。发现一组微生物群体增强了表达人ssApoE4、人Aβ1-42、人假磷酸化tau和UbV-GFP蛋白酶体标志物的动物的麻痹表型(表7；图4)。麻痹的增强依赖于ssAPOE4的存在，因为将这些细菌中的许多细菌施用给表达人Aβ1-42、人假磷酸化tau和UbV-GFP蛋白酶体标志物的动物没有增强麻痹表型(表7；图4)。

实施例2.6：微生物菌株调节Aβ3-42::GFP聚集

被观察到可增强表达人ssApoE4、人Aβ_1-42、人假磷酸化tau和UbV-GFP蛋白酶体标志物的秀丽隐杆线虫动物麻痹的微生物群体中包括牙龈卟啉单胞菌(表1)。牙龈卟啉单胞菌在AD患者脑部中被识别出，并与神经毒性tau和淀粉样蛋白沉积有关。(Dominy,S.S.等人(2019)。Porphyromonas gingivalis in Alzheimer’s disease brains:Evidence fordisease causation and treatment with small-molecule inhibitors.Sci.Adv.5，其通过引用方式并入本文)。进一步地，牙龈卟啉单胞菌已被报道能增加泛素负荷，这表明蛋白酶体功能受到破坏。(Dominy等人，2019，其通过引用方式并入本文)。牙龈卟啉单胞菌的经口施用先前已被证明足以诱导脑部感染和Aβ沉积的诱导(Dominy等人，2019，其通过引用方式并入本文)。

给动物施用大肠埃希菌OP50标准实验室菌株或个体微生物组菌株。当动物达到成年期时，对动物前部区域中的GFP聚集体进行计数。针对每种条件对三只动物中GFP聚集体进行计数。对于每个数据点，均值±s.d呈现于曲线图中。

牙龈卟啉单胞菌的施用诱导Aβ_3-42::GFP聚集体的增加；然而，在同时表达人ssApoE4和Aβ_3-42::GFP的动物中，Aβ_3-42::GFP聚集体的增加显著更高(图5)。该结果表明ssApoE4基因型在增加AD相关症状的发生率方面具有有害作用。因此，对先前与AD有关的已知微生物群体的识别证实了表达转基因人ssApoE4、假磷酸化tau和Aβ的秀丽隐杆线虫平台测定。结果确认，发现的其他微生物群体可能是影响人AD风险的因素。

有趣的是，发现几种大肠埃希菌分离物增加了麻痹表型，并导致Aβ_3-42::GFP聚集体以ssAPOE4依赖性方式增加(表7；图4；图5)。这很有趣，至少因为秀丽隐杆线虫在实验室中是以标准非致病性大肠埃希菌OP50菌株饲喂的。先前的研究已经证明，革兰氏阴性细菌分子，尤其是来自大肠埃希菌的革兰氏阴性细菌分子与AD神经病理学相关联。(Zhan,X.、Stamova,B.、Jin,L.-W.、DeCarli,C.、Phinney,B.和Sharp,F.R.(2016)。Gram-negativebacterial molecules associate with Alzheimer disease pathology.Neurology 87,2324–2332，其通过引用方式并入本文)。有可能这些因子在大肠埃希菌OP50菌株中不表达或弱表达，或者这可能揭示菌株特异性差异。测试的大肠埃希菌的11个菌株被分类为对麻痹(表7；图4)或Aβ_3-42::GFP聚集体表型(图5)有轻微、中等或严重影响的菌株。这些数据表明，微生物群体中的菌株特异性差异可能促进AD的发生或严重程度。

弗格森埃希菌和艾伯特埃希菌也表现出与大肠埃希菌相似的趋势。虽然弗格森埃希菌和艾伯特埃希菌的一些分离物增加了麻痹表型，但其他菌株具有轻微或中等影响(表7)。这种对麻痹的特殊影响在产酸克雷伯菌、肺炎克雷伯菌和粪产碱杆菌的分离物中也观察到。这也可能是其他微生物群体的一般趋势，但由于分析的菌株数量，这一特征可能会被遗漏。因此，除了其他方面，本公开教示特定微生物的个体菌株可对(一种或多种)生物学表型(特别地，包括(一种或多种)疾病相关表型)具有不同的影响。在一些实施方案中，本公开提供了用于识别和/或表征可以实现对生物表型的特定影响的特定菌株和/或其组分或其组合的技术。

进一步地，分析了来自明显健康的供体的微生物组样本。有可能AD患者微生物组样本在识别可能具有有害影响的菌株方面产生更好的趋势。然而，使用该秀丽隐杆线虫表征系统，可以评估患者微生物组中与疾病相关或替代地影响疾病的微生物菌株的存在量的升高或降低。尽管患者群体的宏基因组测序可以识别特定患者或患者群体中存在的微生物物种的多样性，但这些方法无法识别患者样本与健康人群相比的菌株水平差异。本发明的系统填补了识别一名或多名患者和/或一个或多个患者群体中菌株水平差异的这一空白，这对于包括AD在内的许多疾病或疾患可能是重要的。因此，该平台可以为我们提供潜在的早期诊断疾病预测因子。因此，除了其他方面，本公开提供了用于定义、评估和/或检测可能与特定疾病状态相关的微生物和/或其组分或其组合(即，一种或多种微生物签名)的技术；在一些实施方案中，此类微生物签名可以在一个或多个患者样本中被检测到，并且例如可以用于诊断疾病状态、监测特定疗法对此类疾病状态的影响等。

实施例2.7：影响ATP产生的示例性微生物菌株

Neuro2A细胞系购自ATCC，并在补充有10％FBS和1％L-谷氨酰胺的EMEM培养基中培养。将细胞维持在37℃/5％CO₂孵育箱中。所有实验均仅使用第3-7代细胞进行。将Neuro2A细胞(5×10⁴个细胞/孔)接种到96孔白壁板(Corning)上，并在37℃/5％CO₂下孵育过夜。使10种细菌中的每一种或所有细菌的组合(CT10)在以下培养基中生长：强化梭菌肉汤、蛋白胨酵母提取物葡萄糖肉汤、MRS肉汤和胰蛋白酶大豆肉汤。将细菌在PBS中重新悬浮至10⁸CFU并储存在-80℃。将每种微生物的10⁸CFU(被称为样本)添加到6个孔中。将所有细菌的组合(CT10)以10⁹CFU(即每种细菌10⁸CFU)添加到6个孔中。对于对照孔，添加不含细菌的PBS。在37℃/5％CO₂下孵育16小时后，将2μM人淀粉样蛋白β1_-42添加到除未处理对照孔外的所有孔中。将细胞在37℃/5％CO₂下孵育24小时。将细胞用PBS洗涤三次，并用0.05mlPromega CellTiter-Glo洗涤，将板在室温下避光孵育1小时。使用酶标仪(Promegadiscoverer,Promega Corp)测量发光，其指示ATP水平。将ATP水平针对蛋白质含量作归一化，如通过Bradford蛋白质测定试剂盒(ThermoFisher Scientific)所测量。将10μl样本按一式两份添加到透明的96孔板中的150μl Bradford试剂中，并在室温下避光孵育5分钟，并使用酶标仪(Promega Discoverer,Promega Corp.)在600nm下测量吸光度。经归一化的发光是通过将发光值除以OD蛋白质吸光度值来计算。计算每个条件的一式三份孔的平均值，计算与对照相比的％ATP。

如图6中所示，用2μM的人淀粉样蛋白β_1-42处理(“模拟处理(Mock-treated)”)Neuro2A细胞导致ATP产量显著下降。虽然用汉森葡糖醋杆菌、甘油利用泰瑞孢子菌、粪球菌属物种或氨基酸球菌属物种处理Neuro2A细胞与模拟处理的细胞相比导致ATP产量显著增加，但所有细菌的组合(CT-10)在人淀粉样蛋白β_1-42存在下导致ATP产量进一步显著增加。

实施例3：用于表征影响HIF通路的微生物菌株的示例性系统

实施例3.1：HIF通路

缺氧诱导因子(HIF)通路介导针对细胞中降低的氧水平的多种代谢和生理适应。HIF通路的激活促进红细胞生成和血管生成以减少细胞对氧的需求。尽管HIF通路对细胞应激反应是重要的，但HIF-1的组成性激活会导致诸如糖尿病性视网膜病、早产儿视网膜病变、年龄相关性黄斑变性和青光眼等疾患中的新血管形成。因此，开发HIF通路的调节剂对于眼部新生血管疾病的治疗至关重要。

HIF-1通路由HIF转录因子和负调节因子脯氨酰羟化酶EGLN组成。EGLN起氧传感器的作用，并且在氧存在的情况下，它会羟基化HIFα-亚基(HIFα)。除促进HIFα降解的其他因素外，HIFα的羟基化导致与von Hippel-Lindau(VHL)E3泛素连接酶结合(参见图7)。在低氧条件下，HIFα蛋白是稳定的，并且它促进了适应低氧水平所需基因的转录激活。

实施例3.2：组成性活性HIF-1导致产卵缺陷

在秀丽隐杆线虫中，egl-9编码EGLN同源物。在egl-9功能丧失(egl-9lf)秀丽隐杆线虫突变体中，HIF-1(其是HIF1α的同源物)蛋白质水平稳定。因此，HIF1蛋白质具有组成性活性，导致HIF-1转录靶基因具有持续活性。为了识别调节HIF-1通路的微生物，分析了egl-9功能丧失(egl-9lf)秀丽隐杆线虫突变体。egl-9lf突变体秀丽隐杆线虫具有具有组成性活性的HIF-1，这导致它们在产卵方面存在缺陷。因此，它们成年后会因卵而变得臃肿。

实施例3.3：微生物菌株影响HIF-1诱导的产卵缺陷

HIF-1调节剂是通过筛选单种细菌菌株抑制egl-9lf突变体的产卵缺陷的能力来识别的。野生型动物每小时产8±2个(n＝30)卵，而egl-9lf突变体每小时产2±1个(n＝30)卵。给egl-9lf秀丽隐杆线虫突变体施用每个单种微生物，并测量各自的产卵率。在此测定中，发现葡糖醋杆菌属物种和双歧杆菌属物种使egl-9lf秀丽隐杆线虫突变体的产卵率分别显著提高至11±2个(n＝25)和8±2个(n＝29)(见表9)。此实施例证明，微生物菌株(诸如表9中的那些微生物菌株)可以调节HIF-1和HIF-1通路，并且可被用于改善与HIF-1通路的改变相关的疾患和疾病。

其它实施方案

本领域技术人员将认识到，本公开的各种改变、修改和改善将是本领域技术人员容易想到的。此类改变、修改和改善意图成为本公开的一部分，并且意图落入本发明的精神和范围内。因此，前述描述和附图仅是示例性的，并且本公开中描述的任何发明均由所附权利要求书进一步详细描述。

本领域技术人员将理解可归因于如本文描述的测定或其他过程中获得的值的偏差或误差的典型标准。本文为描述背景技术以及为提供有关其实践的额外细节而引用的出版物、网站和其他参考材料都通过引用方式以其整体并入本文。

应理解的是，虽然本发明的实施方案已经结合其具体实施方式进行了描述，但是前面的描述旨在说明而不是限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求的范围所限定。其它方面、优势和修改都在所附权利要求书的范围内。

Claims (84)

1.一种系统，所述系统包括：

多种秀丽隐杆线虫培养物，其中每种培养物均包含模拟哺乳动物疾病或疾患的转基因秀丽隐杆线虫菌株。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述多种秀丽隐杆线虫培养物包括：

(a)5种或更多种秀丽隐杆线虫培养物，

(b)10种或更多种秀丽隐杆线虫培养物，

(c)25种或更多种秀丽隐杆线虫培养物，或者

(d)50种或更多种秀丽隐杆线虫培养物。

3.如权利要求1或2所述的系统，其中所述培养物中的一种或多种包含模拟人类疾病或疾患的转基因秀丽隐杆线虫菌株。

4.如权利要求1-3中任一项所述的系统，其中所述培养物中的一种或多种包含模拟阿尔茨海默病的转基因秀丽隐杆线虫菌株。

5.如权利要求1-3中任一项所述的系统，其中所述培养物中的一种或多种包含模拟与改变的或有缺陷的HIF-1通路相关的疾病或疾患的转基因秀丽隐杆线虫菌株。

6.如权利要求5所述的系统，其中所述与改变的或有缺陷的HIF-1通路相关的疾病或疾患包括细胞应激反应。

7.如权利要求5所述的系统，其中所述与改变的或有缺陷的HIF-1通路相关的疾病或疾患是糖尿病性视网膜病、早产儿视网膜病、年龄相关性黄斑变性和青光眼。

8.如权利要求5所述的系统，其中所述与改变的或有缺陷的HIF-1通路相关的疾病或疾患是眼部新生血管疾病。

9.如权利要求1或2所述的系统，其中所述培养物中的一种或多种包含模拟犬科动物、猫科动物、马科动物、牛科动物、绵羊科动物、山羊科动物或猪科动物疾病或疾患的转基因秀丽隐杆线虫菌株。

10.如权利要求1-9中任一项所述的系统，其中所述培养物中的一种或多种包含转基因秀丽隐杆线虫菌株，所述转基因秀丽隐杆线虫菌株包含含有报道基因的转基因。

11.如权利要求10所述的系统，其中所述报道基因编码荧光蛋白、磷光蛋白或生物发光蛋白。

12.如权利要求1-11中任一项所述的系统，其中所述培养物中的一种或多种包含转基因秀丽隐杆线虫菌株，所述转基因秀丽隐杆线虫菌株包含含有与哺乳动物疾病或疾患相关的哺乳动物基因的转基因。

13.如权利要求1-12中任一项所述的系统，其中所述培养物中的一种或多种包含转基因秀丽隐杆线虫菌株，所述转基因秀丽隐杆线虫菌株包含含有与哺乳动物疾病或疾患相关的哺乳动物DNA调控元件的转基因。

14.如权利要求13所述的系统，其中所述哺乳动物DNA调控元件是或者包含增强子、启动子、沉默子、绝缘子、基因座控制区，或者其组合。

15.如权利要求1-14中任一项所述的系统，其中所述培养物中的一种或多种包含转基因秀丽隐杆线虫菌株，所述转基因秀丽隐杆线虫菌株包含编码与哺乳动物疾病或疾患相关的哺乳动物RNA调节元件的转基因。

16.如权利要求15所述的系统，其中所述哺乳动物RNA调控元件是或者包含非翻译区、内含子、剪接位点，或者其组合。

17.如权利要求1-16中任一项所述的系统，其中所述培养物中的两种或更多种包含模拟相同哺乳动物疾病或疾患的转基因秀丽隐杆线虫菌株。

18.如权利要求1-17中任一项所述的系统，其中所述培养物全部都包含模拟相同哺乳动物疾病或疾患的转基因秀丽隐杆线虫菌株。

19.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其中所述培养物全部都包含相同的转基因秀丽隐杆线虫菌株。

20.如权利要求1-17中任一项所述的系统，其中所述培养物中的两种或更多种包含模拟不同哺乳动物疾病或疾患的转基因秀丽隐杆线虫菌株。

21.如权利要求1-20中任一项所述的系统，其中所述培养物中的一种或多种包含哺乳动物微生物组的微生物。

22.如权利要求1-21中任一项所述的系统，其中所述培养物中的每一种均包含哺乳动物微生物组的微生物。

23.如权利要求1-21中任一项所述的系统，其中所述培养物中的一种或多种包含人类微生物组的微生物。

24.如权利要求23所述的系统，其中所述培养物中的每一种均包含人类微生物组的微生物。

25.如权利要求1-21中任一项所述的系统，其中所述培养物中的一种或多种包含犬科动物、猫科动物、马科动物、牛科动物、绵羊科动物、山羊科动物或猪科动物微生物组的微生物。

26.如权利要求21-25中任一项所述的系统，其中所述微生物组是皮肤微生物组、口腔微生物组、鼻微生物组、胃肠道微生物组、脑微生物组、肺微生物组、微生物组，或泌尿生殖道微生物组。

27.如权利要求21-26中任一项所述的系统，其中每种培养物中的微生物均包含一种或多种微生物菌株。

28.如权利要求21-27中任一项所述的系统，其中每种培养物中的微生物均包含单种微生物菌株。

29.如权利要求1-28中任一项所述的系统，其中所述培养物中的一种或多种包含治疗剂或营养剂。

30.一种方法，所述方法包括：

将从哺乳动物微生物组获得的微生物添加到如权利要求1-20中任一项所述的系统的每种培养物中。

31.如权利要求30所述的方法，其中添加到每种培养物中的微生物包含一种或多种微生物菌株。

32.如权利要求30或31所述的方法，其中所述被添加到每种培养物中的微生物包含单种微生物菌株。

33.如权利要求30-32中任一项所述的方法，其中所述哺乳动物微生物组是皮肤微生物组、口腔微生物组、鼻微生物组、胃肠道微生物组、脑微生物组、肺微生物组、微生物组，或泌尿生殖道微生物组。

34.如权利要求30-33中任一项所述的方法，其中所述培养物中的一种或多种包含治疗剂或营养剂。

35.如权利要求30-34中任一项所述的方法，其进一步包括确定每种所述培养物中的转基因秀丽隐杆线虫菌株的一个或多个参数，其中所述一个或多个参数与所述转基因秀丽隐杆线虫菌株模拟的哺乳动物疾病或疾患相关。

36.如权利要求35所述的方法，其中所述一个或多个参数包括小分子、蛋白质、多肽或转录物的水平。

37.如权利要求35或36所述的方法，其中所述一个或多个参数包括转基因秀丽隐杆线虫菌株的活性的水平。

38.一种方法，所述方法包括：

将哺乳动物微生物组的多种微生物菌株添加到多种秀丽隐杆线虫培养物中，

其中向每种秀丽隐杆线虫培养物中添加不同的微生物菌株，

其中每种培养物均包含相同的转基因秀丽隐杆线虫菌株，并且所述转基因秀丽隐杆线虫菌株模拟哺乳动物疾病或疾患。

39.如权利要求38所述的方法，其进一步包括确定所述多种微生物菌株中的每种微生物菌株是否影响所述转基因秀丽隐杆线虫菌株的一个或多个参数，其中所述一个或多个参数与所述转基因秀丽隐杆线虫菌株模拟的哺乳动物疾病或疾患相关。

40.如权利要求38或39所述的方法，所述方法进一步包括：

在将微生物菌株添加到秀丽隐杆线虫培养物中之前，确定所述培养物中所述转基因秀丽隐杆线虫菌株的一个或多个参数值，

在将所述微生物菌株添加到所述秀丽隐杆线虫培养物中之后，确定所述培养物中所述转基因秀丽隐杆线虫菌株的同样的一个或多个参数值，以及

将添加所述微生物菌株之前确定的所述一个或多个参数值与添加所述微生物菌株之后确定的所述一个或多个参数值进行比较。

41.如权利要求39或40所述的方法，其中所述一个或多个参数包括小分子、蛋白质、多肽或转录物的水平。

42.如权利要求39-41中任一项所述的方法，其中所述一个或多个参数包括所述转基因秀丽隐杆线虫菌株的活性的水平。

43.如权利要求38-42中任一项所述的方法，其中所述哺乳动物微生物组是皮肤微生物组、口腔微生物组、鼻微生物组、胃肠道微生物组、脑微生物组、肺微生物组、微生物组，或泌尿生殖道微生物组。

44.如权利要求38-43中任一项所述的方法，其中所述多种秀丽隐杆线虫培养物包含治疗剂或营养剂。

45.如权利要求38-44中任一项所述的方法，其中所述转基因秀丽隐杆线虫菌株模拟人类疾病或疾患。

46.如权利要求38-45中任一项所述的方法，其中所述转基因秀丽隐杆线虫菌株模拟阿尔茨海默病。

47.如权利要求38-45中任一项所述的方法，其中所述培养物中的一种或多种包括模拟与改变的或有缺陷的HIF-1通路相关的疾病或疾患的转基因秀丽隐杆线虫菌株。

48.如权利要求47所述的方法，其中所述与改变的或有缺陷的HIF-1通路相关的疾病或疾患包括细胞应激反应。

49.如权利要求47所述的方法，其中所述与改变的或有缺陷的HIF-1通路相关的疾病或疾患是糖尿病性视网膜病、早产儿视网膜病、年龄相关性黄斑变性或青光眼。

50.如权利要求47所述的方法，其中所述与改变的或有缺陷的HIF-1通路相关的疾病或疾患是眼部新生血管疾病。

51.一种表征人类生物群落的微生物菌株的方法，所述方法包括：

将所述微生物菌株添加到包含模拟阿尔茨海默病的转基因秀丽隐杆线虫菌株的秀丽隐杆线虫培养物中，以及

确定所述微生物菌株是否影响所述转基因秀丽隐杆线虫菌株的一个或多个参数，其中所述一个或多个参数与阿尔茨海默病相关。

52.如权利要求51所述的方法，所述方法进一步包括：

在将所述微生物菌株添加到所述秀丽隐杆线虫培养物中之前，确定所述培养物中所述转基因秀丽隐杆线虫菌株的一个或多个参数值，

在将所述微生物菌株添加到所述秀丽隐杆线虫培养物中之后，确定所述培养物中所述转基因秀丽隐杆线虫菌株的同样的一个或多个参数值，以及

将添加所述微生物菌株之前确定的所述一个或多个参数值与添加所述微生物菌株之后确定的所述一个或多个参数值进行比较。

53.如权利要求51或52所述的方法，其中所述转基因秀丽隐杆线虫菌株包含编码人ssApoE4蛋白质、人Aβ1-42多肽或者人假磷酸化tau蛋白质的转基因。

54.如权利要求51-53中任一项所述的方法，其中所述一个或多个参数包括：

(i)秀丽隐杆线虫麻痹的水平；

(ii)淀粉样斑块的水平；

(iii)tau细丝的水平；

(iv)神经炎症的水平；

(v)蛋白酶体功能的水平；或者

(vi)其组合。

55.一种表征人类生物群落的微生物菌株的方法，所述方法包括：

将所述微生物菌株添加到包含模拟与改变的或有缺陷的HIF-1通路相关的疾病或疾患的转基因秀丽隐杆线虫菌株的秀丽隐杆线虫培养物中，以及

确定所述微生物菌株是否影响所述转基因秀丽隐杆线虫菌株的一个或多个参数，其中所述一个或多个参数与改变的或有缺陷的HIF-1通路相关。

56.如权利要求55所述的方法，所述方法进一步包括：

在将所述微生物菌株添加到所述秀丽隐杆线虫培养物中之前，确定所述培养物中所述转基因秀丽隐杆线虫菌株的一个或多个参数值，

在将所述微生物菌株添加到所述秀丽隐杆线虫培养物中之后，确定所述培养物中所述转基因秀丽隐杆线虫菌株的同样的一个或多个参数值，以及

将添加所述微生物菌株之前确定的所述一个或多个参数值与添加所述微生物菌株之后确定的所述一个或多个参数值进行比较。

57.如权利要求55或56所述的方法，其中所述转基因秀丽隐杆线虫菌株包含编码人脯氨酰羟化酶EGLN、人HIF转录因子或者人HIFα蛋白质的转基因。

58.如权利要求55-57中任一项所述的方法，其中所述一个或多个参数包括：

(i)神经炎症的水平；

(ii)蛋白酶体功能的水平；

(iii)秀丽隐杆线虫产卵率的水平；或者

(iv)其组合。

59.根据权利要求1-20中任一项所述的系统用于筛选哺乳动物微生物组中影响哺乳动物疾病或疾患的微生物菌株的用途。

60.如权利要求59所述的用途，其中所述哺乳动物微生物组是人类微生物组。

61.根据权利要求1-20中任一项所述的系统用于表征哺乳动物微生物组的微生物菌株对哺乳动物疾病或疾患的影响的用途。

62.一种转基因秀丽隐杆线虫菌株，其表达以下中的两种或多种：(i)人ssApoE4，(ii)人Aβ1-42，(iii)人假磷酸化tau，以及(iv)UbV-GFP蛋白酶体标记物。

63.一种组合物，其包含表8中列出的一种或多种微生物菌株。

64.如权利要求63所述的组合物，其包含表8中列出的两种或更多种微生物菌株。

65.如权利要求63所述的组合物，其包含表8中列出的五种或更多种微生物菌株。

66.如权利要求63所述的组合物，其包括表8中列出的10种或更多种微生物菌株。

67.一种组合物，其包括汉森葡糖醋杆菌、甘油利用泰瑞孢子菌、粪球菌属物种、植物乳杆菌、丁酸梭菌、类芽孢杆菌属物种、韦荣氏球菌属物种、双歧杆菌属物种、枯草芽孢杆菌、氨基酸球菌属物种，或者其组合。

68.如权利要求67所述的组合物，其包含至少两种选自由以下组成的组的微生物菌株：汉森葡糖醋杆菌、甘油利用泰瑞孢子菌、粪球菌属物种、植物乳杆菌、丁酸梭菌、类芽孢杆菌属物种、韦荣氏球菌属物种、双歧杆菌属物种、枯草芽孢杆菌以及氨基酸球菌属物种。

69.如权利要求67所述的组合物，其包含至少五种选自由以下组成的组的微生物菌株：汉森葡糖醋杆菌、甘油利用泰瑞孢子菌、粪球菌属物种、植物乳杆菌、丁酸梭菌、类芽孢杆菌属物种、韦荣氏球菌属物种、双歧杆菌属物种、枯草芽孢杆菌以及氨基酸球菌属物种。

70.如权利要求67所述的组合物，其包含汉森葡糖醋杆菌、甘油利用泰瑞孢子菌、粪球菌属物种、植物乳杆菌、丁酸梭菌、类芽孢杆菌属物种、韦荣氏球菌属物种、双歧杆菌属物种、枯草芽孢杆菌以及氨基酸球菌属物种。

71.如权利要求63-70中任一项所述的组合物，其中所述组合物是药物组合物。

72.如权利要求63至70中任一项所述的组合物，其中所述组合物是可摄入物品。

73.一种治疗受试者中疾病或疾患的方法，其包括向有需要的受试者施用如权利要求63-72中任一项所述的组合物。

74.如权利要求73所述的方法，其中所述疾病或疾患是神经退行性疾病或病症。

75.如权利要求73所述的方法，其中所述疾病或疾患是阿尔茨海默病。

76.如权利要求73所述的方法，其中所述疾病或疾患与改变的或有缺陷的HIF-1通路相关。

77.如权利要求73所述的方法，其中所述疾病或疾患是眼部新生血管疾病或病症。

78.如权利要求73所述的方法，其中所述疾病或疾患是糖尿病性视网膜病、早产儿视网膜病、年龄相关性黄斑变性，或者青光眼。

79.如权利要求63-72中任一项所述的组合物在治疗受试者的疾病或疾患中的用途。

80.如权利要求79所述的用途，其中所述疾病或疾患是神经退行性疾病或病症。

81.如权利要求79所述的用途，其中所述疾病或疾患是阿尔茨海默病。

82.如权利要求79所述的用途，其中所述疾病或疾患与改变的或有缺陷的HIF-1通路相关。

83.如权利要求79所述的用途，其中所述疾病或疾患是眼部新生血管疾病或病症。

84.如权利要求79所述的用途，其中所述疾病或疾患是糖尿病性视网膜病、早产儿视网膜病、年龄相关性黄斑变性，或者青光眼。

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