我們現在已經有證據證明STAT改變了老鼠的早期發育;但我們還是不知道為什麼會這樣。在老鼠的飲水中添加抗生素,為什麼會對牠們發育造成這種效果?是什麼因素使得動物變胖,並且在早期增建骨質?我們懷疑那是因為抗生素改變了老鼠腸道中的微生物構成所致。所以我們首先得去觀察那個地方,方法是檢視老鼠的排泄物。糞粒是腸道中所發生的一切之終端產物,而且每隻老鼠每一天都有這種產物可以收集。要比較同一隻老鼠前後時間的不同,或是有否攝取抗生素以及攝取不同食物的所有老鼠之間的差異,糞粒是標準材料。
另外,我們還在動物犧牲之後檢視其直腸上部,也就是盲腸。對我們的研究而言,盲腸的內容物非常重要,因為我們可以從其中看到動物活著時盲腸內存在與活動的微生物,而非只看到死在動物糞便中的微生物。由於盲腸必須以手術切取,所以我們只有老鼠死掉後一次收集的機會。不論是結腸或排泄物,老鼠和人類的腸道內容物大部分都是未消化的膳食纖維、水分和細菌,以及幾乎全屬於細菌的DNA。也因此,我們進行了所謂泛專一性細菌16S核糖體RNA微陣列(universal bacterial 16S RNA array)檢測,希望能學到更多東西。
凡是細菌都有一種製造16S rRNA的基因,製造出來的16S rRNA是細菌製造蛋白質一定要有的工具。但是,雖然所有細菌都有這段基因,可是在各類菌種的DNA序列卻不相同,譬如大腸桿菌的和金黃葡萄球菌的就不一樣。因此,只要運用泛用型放大技術,繼之以DNA產物定序,我們就可以做「是誰在那裡」的普查。這就像是在紐約或芝加哥進行普查一樣,我們能夠從普查結果知道紐約或芝加哥有多少人是老師,多少人是律師、警察或學童等等。針對現在這個案例,我們要查的是有多少梭狀芽孢桿菌、類桿菌、鏈球菌,乃至於其他數千種菌種。接著,我們再根據普查結果處理幾個重要的問題。
首先,STAT處置有沒有改變細菌的多樣性?換句話說,就是餵食抗生素的老鼠的寄宿微生物多樣性是否和對照組一樣?雖然我們可以預期兩種樣本都會有很多教師、學生和警察,因為這種人很常見,但是會不會有精算師、鋼琴調音師等稀有行業工作者呢?還是這兩種人已經掉隊了呢?
或許是因為低劑量的關係,我們發現STAT對細菌多樣性並沒有造成明顯的影響。STAT組和對照組老鼠有的「職業」種類數量都一樣。
然而,STAT組的構成──老師、警察等的相對比例──又是如何呢?我們可以做個普查,看看有什麼人在那裡。譬如說,我們原本預期這些職業的分布在紐約和芝加哥的構成比例,會比德里或北京的更接近。這是我們在腸道微生物群中發現的模型。