[0001] 本发明涉及生物学技术领域，具体地，涉及一种肠道模拟模型中肠道微生物组稳定复现的方法及其应用。

[0002] 肠道微生物组被称为人体的“第八大器官”，具有消化食物、代谢药物、分泌代谢产物、调节肠道内分泌、调节神经信号以及调节宿主免疫反应系统等多种功能，因此与宿主的身体健康息息相关。

[0003] 现有研究表明，肠道微生物组的失衡会引发宿主的一系列疾病，包括肠胃功能紊乱以及神经、呼吸、代谢和肝肾疾病。这些疾病与肠道微生物组的联系通常都是基于相关研究的结果推断得出，而其致病机理往往需要通过动物实验进行探究和证实。目前的动物实验常用的动物模型有实验鼠、兔、猪和猴，但是利用这些动物模型研究肠道微生物组存在着一些问题：(1)实验鼠、兔虽然便于操作，但是其肠道微生物组和人的相似度低(＜20％)，因此利用这些动物所得到的研究结果的临床相关性低；(2)实验猪、猴的肠道系统和人相似，但是利用这些动物研究肠道微生物组又会面临着道德伦理和实际操作的挑战。因此，能够实现肠道微生物组的高度复现以及长时间稳定的体外肠道模型是研究肠道微生物组及其相互作用和代谢的合适平台。这些凭条能够进一步用于研究肠道微生物组和疾病之间的关联，以阐述肠道微生物组在部分疾病中的影响和作用，同时还可以用于研究药物、益生菌、益生元等物质之间的相互作用，对于新药物的开发以及个体用药指导存在重要的意义，具体巨大的应用潜力。

[0004] 现阶段的体外肠道模型主要包括基于反应器的肠道模型以及基于芯片的肠道模型，前者主要用于实验室模拟和研究肠道微生物组的动态变化，例如TIM2和SHIME模型；后者基于微机电和流体动力学的原理，能够实现对于肠道微生物组微环境和生态位的精确控制，从而能够用于宿主细胞和肠道微生物的共同培养，以探究细胞和微生物之间的互作关系。

[0005] 但是，两种类型的模型对于肠道微生物组的组成、结构、功能和互作关系这些方面的复现结果并不可靠；同时，现有的肠道模型通常无法长时间维持肠道微生物组的稳定，这使得这些模型无法用于模拟和探究一些慢性病症(如神经退行性疾病)中的肠道微生物组的状况。

[0006] 因此，需要一种能够在体外肠道模型中实现肠道微生物组长期稳定高度复现的方法。

[0053] 下面结合说明书附图及具体实施例对本发明作出进一步地详细阐述，所述实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。

[0054] 实施例1猪肠道模拟模型中肠道微生物组的复现

[0055] 本实施例展示了猪肠道模拟模型中肠道微生物组的复现，其中实际猪肠道的升结肠、横结肠和降结肠区域的短链脂肪酸含量(SCFAs)以及肠道微生物组结构没有显著差异；实际猪肠道中的SCFAs含量为123.68±27.77mM，其中乙酸含量83.13±9.85mM，丙酸含量
27.12±13.00mM，丁酸含量6.96±3.56mM，戊酸含量6.47±1.47mM，没有甲酸产生(甲酸含量为0)；实际猪肠道中的肠道微生物组相对丰度为：普氏菌的相对丰度为30％，乳酸菌的相对丰度为10％，拟杆菌和琥珀酸弧菌几乎不存在。

[0056] 一、实验方法

[0057] 1、稳定复现实际猪肠道微生物组的肠道模拟模型的构建

[0058] S1.构建基于反应器的肠道模拟模型，包括相互连通的胃反应器、小肠反应器和大肠反应器，并向肠道模拟模型中进料进行消化；进料为将猪饲料破碎后进料；

[0059] 其中胃反应器利用HCl调节pH＝2，并加入终浓度为738U/mL的胃蛋白酶，设置胃反应器消化时间(胃停留时间)为10小时；小肠反应器利用NaOH调节pH＝7，并加入终浓度为221U/mL的淀粉酶、3U/mL的脂肪酶、9U/mL的糜蛋白酶和69U/mL的胰蛋白酶，同时设置小肠反应器消化时间(小肠停留时间)为12小时；使用无菌水将200g猪结肠内容物(源于健康猪的大肠内容物)稀释至600mL体积(浓度为0.333g/mL)，并与小肠反应器消化后的进料按体积比1：1混合后接种至大肠反应器，设置大肠反应器消化时间(大肠停留时间)为1.25天；

[0060] S2.基于实际猪肠道中的短链脂肪酸(SCFAs)含量以及甲酸含量，以NaOH作为pH缓冲剂加入步骤S1构建的肠道模拟模型的大肠反应器直至大肠反应器的pH值为5.5～6.0，并测定加入NaOH后的大肠反应器消化进料后的SCFAs含量和甲酸含量；

[0061] S3.基于实际猪肠道中的肠道微生物组相对丰度，将步骤S1构建的肠道模拟模型中大肠反应器不设置液封和氮吹，使大肠反应器处于无氧状态，将其氧化还原电位控制在‑150mV～0mV之间，同时加入占大肠反应器总体积20％的膜组件(由3D打印的聚丙烯支撑件和中空纤维膜组成)，并利用步骤S2的pH缓冲剂将大肠反应器的pH变化范围从5.5～6.0调整为6.1～6.4，得到稳定复现实际猪肠道微生物组的肠道模拟模型。

[0062] 2、肠道模拟模型的测试

[0063] (1)肠道微生物组分析

[0064] 将猪饲料破碎后进料至步骤1得到的稳定复现实际猪肠道微生物组的肠道模拟模型中，运行期间每32小时收集一次大肠反应器中的样品，使用TINAamp DNA提取试剂盒(天根生化科技，中国北京)按照其说明书提取大肠反应器中的样品的微生物组16S rDNA作为扩增模板，使用核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示的U515F以及核苷酸序列如SEQ ID NO：2所示的U909R按照表1所示PCR扩增体系，对微生物组16S rDNA的V4～V5高可变区域进行扩增，收集扩增产物。

[0065] 表1PCR扩增体系

[0066] 组分 含量2+
1×Ex Taq缓冲液(Mg Plus) 10μL
dNTP混合液 20μM
0.4mg/mL牛血清白蛋白 8ng
Taq DNA聚合酶(Takara，日本东京) 0.2U
U515F(SEQ ID NO：1，0.4μM) 0.2μL
U909R(SEQ ID NO：2，0.4μM) 0.2μL
gDNA(扩增模板) 10ng
ddH2O up to 20μL

[0067] 扩增程序：94℃，3min；94℃，30s，52℃，30s，72℃，45s，30次循环；72℃，10min。

[0068] 利用E.Z.N.A凝胶提取试剂盒(Omega Biotek，Norcross，美国佐治亚州)按照其说明书对扩增产物进行纯化，接着利用Illumina Novaseq PE250平台(安升达生命科学，中国苏州)测序，得到扩增产物的测序结果。

[0069] 利用R软件(v4.1.2)的DADA2包(v1.6)对扩增产物的测序结果进行过滤、去冗余和拼接，并获取序列的ASV特征表与物种注释表，进而得到步骤1得到的稳定复现实际猪肠道微生物组的肠道模拟模型的大肠反应器中的肠道微生物组及各种群相对丰度，并基于宏基因组分析、主坐标分析和FEAST方法(通过R软件的FEAST包)对稳定复现实际猪肠道微生物组的肠道模拟模型的大肠反应器中的肠道微生物组进行功能比对和溯源分析。

[0070] (2)短链脂肪酸(SCFAs)含量测试

[0071] 在稳定复现实际猪肠道微生物组的肠道模拟模型中，运行期间每隔32h收集1g大肠反应器中的样品作为实验样本，向实验样本中加入占样品质量的6.25％(w/w)偏磷酸酸化，超声15分钟后于‑20℃放置12h，接着解冻并在16500×g的速度下离心10min，收集上清液。

[0072] 使用装载氢离子火焰检测器(Agilent，美国特拉华州)和DB‑FFAP色谱柱(30m×0.25mm×0.25μm，Agilent)的Agilent 7890B气相色谱仪测定上清液的SCFAs含量，测得稳定复现实际猪肠道微生物组的肠道模拟模型的SCFAs含量。

[0073] GC运行参数如下：无分流模式，进样口温度230℃，进样口压力24.56psi，隔垫吹扫流量30mL/min，柱流量1.0mL/min(氦气)，检测器温度300℃，烘箱初始温度为100℃，维持2分钟，随后以10℃/min的速度升至240℃，保持2分钟。

[0074] 二、实验结果

[0075] 稳定复现实际猪肠道微生物组的肠道模拟模型的大肠反应器中的肠道微生物组及各种群的相对丰度图如图1所示，结果显示：普氏菌的相对丰度为34.74±7.19％，拟杆菌的相对丰度为6.43±4.86％，琥珀酸弧菌的相对丰度为7.06±6.76％，乳酸菌的相对丰度为16.46±3.83％。利用FEAST包计算得到稳定复现实际猪肠道微生物组的肠道模拟模型相较于实际猪肠道的复现率为90.48±5.95％，基于宏基因组分析得到稳定复现实际猪肠道微生物组的肠道模拟模型能够覆盖实际猪肠道95.89％的功能特征。

[0076] 稳定复现实际猪肠道微生物组的肠道模拟模型的大肠反应器中肠道微生物组的溯源分析结果图如图2所示，稳定复现实际猪肠道微生物组的肠道模拟模型的大肠反应器中肠道微生物组的功能比对结果图如图3所示；

[0077] 结果显示：稳定复现实际猪肠道微生物组的肠道模拟模型的大肠反应器中肠道微生物组绝大多数来源于猪，且其能够实现实际猪肠道微生物组的绝大多数功能，说明其能够很好地复现实际猪肠道的微生物组。

[0078] 步骤1.S2中加入NaOH(pH缓冲剂)后的大肠反应器消化进料后的SCFAs中的乙酸、丙酸、丁酸和戊酸的浓度分别为134.43±23.49mM、75.12±14.35mM、47.35±14.58mM以及26.21±4.55mM，且未检出甲酸；大肠反应器中的SCFAs的总量以及其中的乙酸、丙酸、丁酸和戊酸之间的比例与猪实际肠道中SCFAs含量和比例无显著差异。

[0079] 稳定复现实际猪肠道微生物组的肠道模拟模型的SCFAs含量结果图如图4所示，A为稳定复现实际猪肠道微生物组的肠道模型的88天的SCFAs相对含结果图，B为稳定复现实际猪肠道微生物组的肠道模型88天的SCFAs含量的箱线图，箱线图中每个点代表1天的SCFAs含量。

[0080] 图4A结果显示稳定复现实际猪肠道微生物组的肠道模拟模型能够稳定的运行88天，期间SCFAs的总量及比例以及微生物组成均保持稳定状态；图4B结果显示乙酸、丙酸、丁酸和戊酸的浓度分别为106.92±20.4mM、62.42±14.06mM、42.29±13.55mM以及23.45±5.83mM，SCFAs的总量以及其中的乙酸、丙酸、丁酸和戊酸之间的比例均更接近于实际猪肠道。

[0081] 综合上述，步骤一中构建的稳定复现实际猪肠道微生物组的肠道模拟模型能够替代实际猪肠道应用于实验。

[0082] 实施例2人肠道模拟模型中肠道微生物组的复现

[0083] 本实施例展示了人肠道模拟模型中肠道微生物组的复现，其中实际人肠道中拟杆菌的相对丰度为20％，普氏菌的相对丰度为10％，乳酸菌和琥珀酸弧菌几乎不存在；实际人肠道中SCFAs的总量为175.23mM，其中乙酸含量为112.53mM，丙酸含量为41.98mM，丁酸含量为18.37mM，戊酸含量为2.35mM。

[0084] 一、实验方法

[0085] 1、稳定复现人肠道微生物组的肠道模拟模型的构建

[0086] S1.构建基于反应器的肠道模拟模型，包括相互连通的胃反应器、小肠反应器和大肠反应器，并向肠道模拟模型中进料进行消化；进料为将肠道样本供体的食物破碎后进料；

[0087] 其中胃反应器利用HCl调节pH＝2，并加入终浓度为738U/mL的胃蛋白酶，设置胃反应器消化时间(胃停留时间)为10小时；小肠反应器利用NaOH调节pH＝7，并加入终浓度为221U/mL的淀粉酶、3U/mL的脂肪酶、9U/mL的糜蛋白酶和69U/mL的胰蛋白酶，同时设置小肠反应器消化时间(小肠停留时间)为12小时；使用无菌水将200g供体粪便(大肠内容物)稀释至600mL体积(浓度为0.333g/mL)，并与小肠反应器消化后的进料按体积比1：1混合后接种至大肠反应器，设置大肠反应器消化时间(大肠停留时间)为2天；

[0088] S2.基于实际人肠道中的短链脂肪酸(SCFAs)含量以及甲酸含量，以NaOH作为步骤S1构建的肠道消化模型的大肠反应器中的pH缓冲剂；

[0089] S3.基于实际人肠道中的肠道微生物组相对丰度，将步骤S1构建的肠道模拟模型的大肠反应器设置液封，并向其通入氮气，保持大肠反应器内部为严格厌氧环境，控制氧化还原电位＜‑300mV，同时加入占大肠反应器总体积30％的膜组件(由3D打印的聚丙烯支撑件和中空纤维膜组成)，并利用步骤S2的pH缓冲剂将大肠反应器的pH变化范围调整为6.4～6.8，得到稳定复现实际人肠道微生物组的肠道模拟模型。

[0090] 2、肠道模拟模型的测试

[0091] 按照实施例1步骤一中所示肠道模拟模型的测试方法，对步骤1构建好的稳定复现实际人肠道微生物组的肠道模拟模型进行测试，得到稳定复现实际人肠道微生物组的肠道模拟模型的肠道微生物分析结果和SCFAs含量测试结果。

[0092] 二、实验结果

[0093] 稳定复现实际人肠道微生物组的肠道模拟模型中，普氏菌的相对丰度为11.07％，拟杆菌的相对丰度为32.54％，利用FEAST包计算得到稳定复现实际人肠道微生物组肠道模拟模型相较于实际人肠道的复现率为96.27±4.92％，基于宏基因组分析得到稳定复现实际人肠道微生物组肠道模型能够覆盖实际人肠道微生物组97.83％的功能特征。

[0094] 稳定复现实际人肠道微生物组的肠道模拟模型的大肠反应器中肠道微生物组的溯源分析图如图5所示。

[0095] 结果显示：稳定复现实际人肠道微生物组的肠道模拟模型的大肠反应器中肠道微生物组绝大多数来源于人，说明其能够很好地复现实际人肠道的微生物组。

[0096] 稳定复现实际人肠道微生物组的肠道模拟模型的SCFAs的总含量为218.87±16.19mM，其中乙酸含量为116.71±13.46mM，丙酸含量为51.25±8.80mM，丁酸含量为35.78±7.95mM，戊酸含量为15.12±5.06mM；SCFAs含量以及其中的乙酸、丙酸、丁酸和戊酸之间的比例与实际人肠道未见显著差异。

[0097] 并且稳定复现实际人肠道微生物组的肠道模拟模型能够稳定运行180天，期间SCFAs的总量及比例以及微生物组成均保持稳定状态。

[0098] 实施例3鼠肠道模拟模型中肠道微生物组的复现

[0099] 本实施例展示了鼠肠道模拟模型中肠道微生物组的复现，其中实际鼠肠道中乳酸菌的相对丰度为23％，拟杆菌的相对丰度为12％，普氏菌的相对丰度为2％，琥珀酸弧菌几‑2 ‑2乎不存在；实际鼠肠道中SCFAs的总量为1.5×10 mM，乙酸含量为1.2×10 mM，丙酸含量为‑3 ‑3 ‑4
2.0×10 mM，丁酸含量为1.2×10 mM，戊酸含量为3.1×10 mM。

[0100] 一、实验方法

[0101] 1、稳定复现鼠肠道微生物组的肠道模拟模型的构建

[0102] S1.构建基于反应器的肠道模拟模型，包括相互连通的胃反应器、小肠反应器和大肠反应器，并向肠道模拟模型的胃反应器中进料进行消化；进料为将小鼠饲料破碎后进料；

[0103] 其中胃反应器利用HCl调节pH＝2，并加入终浓度为738U/mL的胃蛋白酶，设置胃反应器消化时间(胃停留时间)为1小时；小肠反应器利用NaOH调节pH＝7，并加入终浓度为221U/mL的淀粉酶、3U/mL的脂肪酶、9U/mL的糜蛋白酶和69U/mL的胰蛋白酶，同时设置小肠反应器消化时间(小肠停留时间)为1小时；使用无菌水将5g小鼠实际肠道内容物稀释至
15mL体积(浓度为0.333g/mL)，并与小肠反应器消化后的进料按体积比1：1混合后接种至大肠反应器，设置大肠反应器消化时间(大肠停留时间)为3小时；

[0104] S2.基于实际鼠肠道中的短链脂肪酸(SCFAs)含量以及甲酸含量，以NaOH作为步骤S1构建的肠道消化模型的大肠反应器中的pH缓冲剂；

[0105] S3.基于实际鼠肠道中的肠道微生物组相对丰度，将步骤S1构建的肠道模拟模型的大肠反应器设置液封，并向其通入氮气，保持大肠反应器内部为严格厌氧环境，控制氧化还原电位＜‑300mV，同时加入占大肠反应器总体积15％的膜组件(由3D打印的聚丙烯支撑件和中空纤维膜组成)，并利用步骤S2的pH缓冲剂将大肠反应器的pH范围调整为5.5～6.0，得到稳定复现实际鼠肠道微生物组的肠道模拟模型。

[0106] 2、肠道模拟模型的测试

[0107] 按照实施例1步骤一中所示肠道模拟模型的测试方法，对步骤1构建好的稳定复现实际鼠肠道微生物组的肠道模拟模型进行测试，得到稳定复现实际鼠肠道微生物组的肠道模拟模型的肠道微生物分析结果和SCFAs含量测试结果。

[0108] 二、实验结果

[0109] 稳定复现实际鼠肠道微生物组的肠道模拟模型中，乳酸菌的相对丰度为21.23％，拟杆菌的相对丰度为13.48％，普氏菌的相对丰度为6.88％，琥珀酸弧菌的相对丰度基本为0，稳定复现实际鼠肠道微生物组的肠道模拟模型相较于实际鼠肠道的复现率为95.76±
4.72％，基于宏基因组分析得到稳定复现实际鼠肠道微生物组的肠道模拟模型能够覆盖实际鼠肠道93.22±3.56％的功能特征。

[0110] 稳定复现实际鼠肠道微生物组的肠道模拟模型的SCFAs总量为1.6×10‑2mM，乙酸‑2 ‑3 ‑3含量为1.2×10 mM，丙酸含量为2.7×10 mM，丁酸含量为1.1×10 mM，戊酸含量为3.8×‑4
10 mM；SCFAs含量以及其中的乙酸、丙酸、丁酸和戊酸之间的比例与实际鼠肠道未见显著差异。

[0111] 并且稳定复现实际鼠肠道微生物组的肠道模拟模型能够稳定运行64天，期间SCFAs的总量及比例以及微生物组成均保持稳定状态。

[0112] 对比例1一种猪肠道模拟模型

[0113] 本对比例展示了一种猪肠道模拟模型，其中实际猪肠道的升结肠、横结肠和降结肠区域的SCFAs以及肠道微生物组结构没有显著差异；实际猪肠道中的SCFAs含量为123.68±27.77mM，其中乙酸含量83.13±9.85mM，丙酸含量27.12±13.00mM，丁酸含量6.96±3.56mM，戊酸含量6.47±1.47mM，没有甲酸产生(甲酸含量为0)；实际猪肠道中的肠道微生物组相对丰度为：普氏菌的相对丰度为30％，乳酸菌的相对丰度为10％，拟杆菌和琥珀酸弧菌几乎不存在。

[0114] 一、实验方法

[0115] 1、猪肠道模拟模型的构建：

[0116] 构建基于反应器的猪肠道模拟模型，包括相互连通的胃反应器、小肠反应器和大肠反应器，并向猪肠道模拟模型中进料进行消化；进料为将猪饲料破碎后进料；

[0117] 其中胃反应器利用HCl调节pH＝2，并加入终浓度为738U/mL的胃蛋白酶，设置胃反应器消化时间(胃停留时间)为10小时；小肠反应器利用NaOH调节pH＝7，并加入终浓度为221U/mL的淀粉酶、3U/mL的脂肪酶、9U/mL的糜蛋白酶和69U/mL的胰蛋白酶，同时设置小肠反应器消化时间(小肠停留时间)为12小时；使用无菌水将200g猪结肠内容物(源于健康猪的大肠内容物)稀释至600mL体积(浓度为0.333g/mL)，并与小肠反应器消化后的进料按体积比1：1混合后接种至大肠反应器，设置大肠反应器消化时间(大肠停留时间)为1.25天；

[0118] 猪肠道模拟模型中不加入膜组件，并利用NaHCO3作为pH缓冲剂，调整大肠反应器的pH为5.5～6.0，得到构建好的猪肠道模拟模型。

[0119] 2、猪肠道模拟模型的测试

[0120] 按照实施例1步骤一中所示肠道模拟模型的测试方法，对步骤1构建好的猪肠道模拟模型进行测试，得到猪肠道模拟模型的肠道微生物分析结果和SCFAs含量测试结果。

[0121] 二、实验结果

[0122] 猪肠道模拟模型的大肠反应器中的肠道微生物组及各种群的相对丰度图如图6所示，结果显示：猪肠道模拟模型中的大肠反应器中的普氏菌的相对丰度为16.86±2.74％，拟杆菌的相对丰度为13.33±4.61％，琥珀酸弧菌的相对丰度为24.66±9.37％，乳酸菌的相对丰度为24.98±9.27％；猪肠道模拟模型相较于实际肠道的复现率为12.83±13.58％。

[0123] 猪肠道模拟模型的大肠反应器中肠道微生物组的溯源分析图如图7所示；结果显示：猪肠道模拟模型中肠道微生物组来源复杂，且大部分微生物组为未知来源的微生物，并非来源于猪。

[0124] 猪肠道模拟模型的SCFAs含量结果图如图8所示，其中乙酸、丙酸和丁酸的含量分别为494.42±106.29mM、153.45±55.90mM和100.45±44.25mM，戊酸含量为0，并且还检测出417.18±186.14mM的甲酸；猪肠道模拟模型中的SCFAs的总量以及其中甲酸、乙酸、丙酸、丁酸和戊酸之间的比例均与实际猪肠道存在显著差异(p＜0.001)，猪肠道模拟模型相较于实际猪肠道不能实现优异的复现。

[0125] 对比例2一种人肠道模拟模型

[0126] 本对比例展示了一种人肠道模拟模型，其中实际人肠道中拟杆菌的相对丰度为20％，普氏菌的相对丰度为10％，乳酸菌和琥珀酸弧菌几乎不存在；实际人肠道中SCFAs的总量为175.23mM，其中乙酸含量为112.53mM，丙酸含量为41.98mM，丁酸含量为18.37mM，戊酸含量为2.35mM。

[0127] 一、实验方法

[0128] 1、人肠道模拟模型的构建

[0129] 构建基于反应器的肠道模拟模型，包括相互连通的胃反应器、小肠反应器和大肠反应器，并向肠道模拟模型中进料进行消化；进料为将肠道样本供体的食物破碎后进料；

[0130] 其中胃反应器利用HCl调节pH＝2，并加入终浓度为738U/mL的胃蛋白酶，设置胃反应器消化时间(胃停留时间)为10小时；小肠反应器利用NaOH调节pH＝7，并加入终浓度为221U/mL的淀粉酶、3U/mL的脂肪酶、9U/mL的糜蛋白酶和69U/mL的胰蛋白酶，同时设置小肠反应器消化时间(小肠停留时间)为12小时；使用无菌水将200g供体粪便(大肠内容物)稀释至600mL体积(浓度为0.333g/mL)，并与小肠反应器消化后的进料按体积比1：1混合后接种至大肠反应器，设置大肠反应器消化时间(大肠停留时间)为2天。

[0131] 人肠道模拟模型中不加入膜组件，并利用NaOH作为pH缓冲剂，调节大肠反应器的pH为6.4～6.8，得到构建好的人肠道模拟模型。

[0132] 2、人肠道模拟模型的测试

[0133] 按照实施例1步骤一中所示肠道模拟模型的测试方法，对步骤1构建好的人肠道模拟模型进行测试，得到人肠道模拟模型的肠道微生物分析结果和SCFAs含量测试结果。

[0134] 二、实验结果

[0135] 人肠道模拟模型中，普氏菌的相对丰度为18.47％，拟杆菌的相对丰度为12.28％，乳酸菌的相对丰度为2.76％，琥珀酸弧菌的相对丰度基本为0，人肠道模拟模型相较于实际人肠道的复现率为83.32±10.54％。

[0136] 人肠道模拟模型的大肠反应器中肠道微生物组的溯源分析图如图9所示，结果显示：人肠道模拟模型的大肠反应器中的肠道微生物组中存在部分来源于猪的微生物组，说明人肠道模拟模型并不能复现实际人肠道的微生物组。

[0137] 人肠道模拟模型的SCFAs总含量为151.05±18.35mM，其中乙酸含量为79.36±12.80mM，丙酸含量为29.56±6.45mM，丁酸含量为32.04±8.42mM，戊酸含量为10.09±
6.70mM；人肠道模拟模型相较于实际人肠道不能优异的复现。

[0138] 对比例3一种鼠肠道模拟模型

[0139] 本对比例展示了一种鼠肠道模拟模型，其中实际鼠肠道中乳酸菌的相对丰度为23％，拟杆菌的相对丰度为12％，普氏菌的相对丰度为2％，琥珀酸弧菌几乎不存在；实际鼠‑2 ‑2 ‑3
肠道中SCFAs的总量为1.5×10 mM，乙酸含量为1.2×10 mM，丙酸含量为2.0×10 mM，丁酸‑3 ‑4
含量为1.2×10 mM，戊酸含量为3.1×10 mM。

[0140] 一、实验方法

[0141] 1、鼠肠道模拟模型的构建

[0142] 构建基于反应器的肠道模拟模型，包括相互连通的胃反应器、小肠反应器和大肠反应器，并向肠道模拟模型中进料进行消化；进料为将小鼠饲料破碎后进料；

[0143] 其中胃反应器利用HCl调节pH＝2，并加入终浓度为738U/mL的胃蛋白酶，设置胃反应器消化时间(胃停留时间)为1小时；小肠反应器利用NaOH调节pH＝7，并加入终浓度为221U/mL的淀粉酶、3U/mL的脂肪酶、9U/mL的糜蛋白酶和69U/mL的胰蛋白酶，同时设置小肠反应器消化时间(小肠停留时间)为1小时；使用无菌水将5g小鼠实际肠道内容物稀释至
15mL体积(浓度为0.333g/mL)，并与小肠反应器消化后的进料按体积比1：1混合后接种至大肠反应器，设置大肠反应器消化时间(大肠停留时间)为3小时；

[0144] 鼠肠道模拟模型中不加入膜组件，并利用NaOH作为pH缓冲剂，调节大肠反应器的pH为6.1～6.4，得到构建好的鼠肠道模拟模型。

[0145] 2、肠道模拟模型的测试

[0146] 按照实施例1步骤一中所示肠道模拟模型的测试方法，对步骤1构建好的鼠肠道模拟模型进行测试，得到鼠肠道模拟模型的肠道微生物分析结果和SCFAs含量测试结果。

[0147] 二、实验结果

[0148] 鼠肠道模拟模型中，乳酸菌的相对丰度为5.63％，拟杆菌的相对丰度为8.34％，普氏菌的相对丰度为15.98％，琥珀酸弧菌的相对丰度基本为0；鼠肠道模拟模型相较于实际鼠肠道的复现率为79.66±8.25％。

[0149] 鼠肠道模拟模型的SCFAs总量为1.8×10‑2mM，乙酸含量为1.3×10‑2mM，丙酸含量‑3 ‑3 ‑4为3.0×10 mM，丁酸含量为3.2×10 mM，戊酸含量为5.2×10 mM；鼠肠道模拟模型相较于实际鼠肠道不能实现优异的复现。

[0150] 最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，对本领域的普通技术人员来说，在上述说明及思路的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。