Journal of microbiology, epidemiology and immunobiologyJournal of microbiology, epidemiology and immunobiologyЖурнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии0372-93112686-7613Central Research Institute for Epidemiology1901310.36233/0372-9311-793CGKZWKSCIENCE AND PRACTICEНАУКА И ПРАКТИКАResearch ArticleReference values for gut microbiota parameters in rhesus macaques established by real-time polymerase chain reactionРеференсные значения показателей кишечной микробиоты макак резусов, установленные методом полимеразной цепной реакции в реальном времениhttps://orcid.org/0009-0001-5799-4697PolyakovaVeronika I.ПоляковаВероника Игоревна
Russian Federation

Researcher, Laboratory of microbiology and virology

н. с. лаб. микробиологии и вирусологии

veronika-9509@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8690-8444PushkarevAnton P.ПушкаревАнтон Петрович
Russian Federation

junior researcher, Laboratory of gerontology

м. н. с. лаб. геронтологии

pushkarev@neuro.nnov.ruhttps://orcid.org/0009-0007-6473-3237DemerchyanAlvard V.ДемерчянАлвард Варткесовна
Russian Federation

researcher, Laboratory of microbiology and virology

н. с. лаб. микробиологии и вирусологии

demerchyan71@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3098-8104ArshbaIlona M.АршбаИлона Мурмановна
Russian Federation

Cand. Sci. (Biol.), Head, Laboratory of microbiology and virology

канд. биол. наук, начальник лаб. микробиологии и вирусологии

aim26@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1827-6841PopovAlexander V.ПоповАлександр Валерьевич
Russian Federation

Cand. Sci. (Tech.), Head, Laboratory of gerontology, Deputy Head

канд. техн. наук, начальник лаб. геронтологии, заместитель руководителя

popov@neuro.nnov.ruKurchatov Complex of Medical Primatology of NRC "Kurchatov Institute"Курчатовский комплекс медицинской приматологии ФГБУ НИЦ «Курчатовский институт»13052026103227928929122025Copyright ©; 2026, Polyakova V.I., Pushkarev A.P., Demerchyan A.V., Arshba I.M., Popov A.V.Copyright ©; 2026, Полякова В.И., Пушкарев А.П., Демерчян А.В., Аршба И.М., Попов А.В.2026Polyakova V.I., Pushkarev A.P., Demerchyan A.V., Arshba I.M., Popov A.V.Полякова В.И., Пушкарев А.П., Демерчян А.В., Аршба И.М., Попов А.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://microbiol.crie.ru/jour/article/view/19013

Introduction. Reference values for the gut microbiota are essential for a valid assessment of the health status of laboratory primates and for monitoring their keeping conditions. The obtained ranges of gut microbiota parameters are species-specific for rhesus macaques and cannot be directly extrapolated to humans. The results highlight the need to use age-specific norms for key taxa when interpreting the state of the microbiota in biomedical research.

Aim. To establish age-specific reference ranges for key taxa of the gut microbiota in rhesus macaques, detected by real-time PCR with the Kolonoflor-16 kit.

Materials and methods. The study utilized 120 fecal samples from clinically healthy rhesus macaques (Macaca mulatta) kept at the Kurchatov Complex of Medical Primatology. DNA extraction from fecal samples was performed using the Express-DNA-Bio kit (Alkor Bio) following a thermal lysis protocol. Quantitative analysis of 24 microbiological markers was conducted by real-time PCR using the Kolonoflor-16 kit (AlfaLab) on a CFX-96 thermocycler (Bio-Rad).

Results. Comprehensive age-specific reference ranges for the gut microbiota of rhesus macaques were established. Statistically significant ontogenetic trends reflecting consistent processes of microbial-host coadaptation were identified: a progressive decrease in the abundance of Lactobacillus spp. and Escherichia coli against an increase in Bacteroides spp. The stability of the total bacterial mass and the level of Faecalibacterium prausnitzii as a key butyrate producer throughout life was demonstrated. A pronounced age-related dynamics was observed for taxa that are commensals of the rhesus macaques gut. The detection rate of Akkermansia muciniphila increased from complete absence in infants to stabilization within species-typical limits in adults and elderly individuals, reflecting the maturation of the immune system and mucosal barrier. Enterococcus spp. was detected in all age groups and demonstrates variability in its quantitative values. The presence of Fusobacterium nucleatum in the studied sample is not associated with pathological conditions and is a species norm, not a marker of dysbiosis.

Conclusion. The data obtained using the real-time PCR method (KOLONOFLOR-16 kit) prove the inapplicability of human reference values for assessing the microbiota of monkeys and emphasize the need to use species- and age-specific criteria in scientific research.

Введение. Референсные значения микробиоты кишечника имеют важное значение для достоверной оценки состояния здоровья лабораторных приматов и контроля условий их содержания. Полученные диапазоны показателей кишечной микробиоты являются видовыми для макак резусов и не могут быть напрямую экстраполированы на человека. Результаты подчёркивают необходимость использования возрастных норм ключевых таксонов при интерпретации состояния микробиоты в медико-биологических исследованиях.

Цель исследования — установление возрастных референсных интервалов для ключевых таксонов кишечной микробиоты макак резусов, выявляемых методом ПЦР в реальном времени с набором «Колонофлор-16».

Материалы и методы. В исследовании было использовано 120 образцов фекалий клинически здоровых особей макак резусов (Macaca mulatta), содержащихся в Курчатовском комплексе медицинской приматологии. Экстракцию ДНК из фекальных образцов проводили с использованием набора «Экспресс-ДНК-Био» («Алкор Био») по протоколу термического лизиса. Количественный анализ 24 микробиологических маркеров выполнили методом ПЦР в реальном времени с набором «Колонофлор-16» («АльфаЛаб») на амплификаторе CFX-96 («Bio-Rad»).

Результаты. В результате исследования установлены комплексные возрастзависимые референсные интервалы для кишечной микробиоты макак резусов. Выявлены статистически значимые онтогенетические тренды, отражающие закономерные процессы микробно-хозяйской коадаптации: прогрессирующее снижение численности Lactobacillus spp. и Escherichia coli на фоне увеличения Bacteroides spp. Показана стабильность общей бактериальной массы и уровня Faecalibacterium prausnitzii как ключевого продуцента бутирата на протяжении всей жизни. Обнаружена выраженная возрастная динамика таксонов, являющихся комменсалами кишечника макак резусов. Частота встречаемости Akkermansia muciniphila увеличивается от полного отсутствия у детёнышей до стабилизации в пределах видовых норм у взрослых и старых особей, что обусловлено созреванием иммунной системы, слизистого барьера. Enterococcus spp. выявлен во всех возрастных группах и демонстрирует вариабельность количественных значений. Присутствие Fusobacterium nucleatum в исследованной выборке не ассоциировано с патологическими состояниями и является видовой нормой, а не маркером дисбиоза.

Заключение. Полученные с использованием метода ПЦР в реальном времени (тест-система «Колонофлор-16») данные доказывают неприменимость человеческих референсных значений для оценки микробиоты обезьян и подчёркивают необходимость использования видоспецифичных возрастных критериев в научных исследованиях.

monkeysMacaca mulattataxonomic compositiongut microbiotabiological modelобезьяныMacaca mulattaтаксономический составмикробиота кишечникабиологическая модельGovernment of the Russian FederationПравительство РФ125070407927-8The study was carried out as part of research (registration No. 125070407927-8) of the Kurchatov Complex of Medical Primatology of the National Research Center «Kurchatov Institute»Работа выполнена в рамках НИР 1ф-МП.1 Курчатовского комплекса медицинской приматологии НИЦ «Курчатовский институт» (регистрационнный номер 125070407927-8)Amato K.R., Leigh S.R., Kent A., et al. The gut microbiota appears to compensate for seasonal diet variation in the wild black howler monkey (Alouatta pigra). Microb. Ecol. 2015;69(2):434–43. DOI: https://doi.org/10.1007/s00248-014-0554-7Polyakova V.I., Arshba I.M. Studies of gut microbiota in monkes of different ages. Bacteriology. 2024; 9(1):46–51. EDN: https://elibrary.ru/lfruakПолякова В.И., Аршба И.М. Исследования микробиоты кишечника у обезьян разного возраста. Бактериология. 2024;9(1):46–51. EDN: https://elibrary.ru/lfruakBäckhed F., Fraser C.M., Ringel Y., et al. Defining a healthy human gut microbiome: current concepts, future directions, and clinical applications. Cell Host Microbe. 2012;12(5):611–22. DOI: https://doi.org/10.1016/j.chom.2012.10.012Nagpal R., Wang S., Solberg Woods L.C., et al. Comparative microbiome signatures and short-chain fatty acids in mouse, rat, non-human primate, and human feces. Front. Microbiol. 2018;9:2897. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.02897Polyakova V.I., Krivonos D.V., Klimina K.M., et al. Age-related specificities of the gut microbiota composition of rhesus macaques kept in captivity. Molecular Genetics, Microbiology and Virology. 2024;39(3):249–58. DOI: https://doi.org/10.3103/S0891416824700277 EDN: https://elibrary.ru/agjrhoПолякова В.И., Кривонос Д.В., Климина К.М., и др. Возрастные особенности композиции микробиоты кишечника макак резусов, содержащихся в условиях неволи. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2024;42(3): 22–8. DOI: https://doi.org/10.17116/molgen20244203122 EDN: https://elibrary.ru/mnregtMilani C., Duranti S., Bottacini F., et al. The first microbial colonizers of the human gut: composition, activities, and health implications of the infant gut microbiota. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2017;81(4):e00036-17. DOI: https://doi.org/10.1128/mmbr.00036-17Clayton J.B., Vangay P., Huang H., et al. Captivity humanizes the primate microbiome. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2016;113(37):10376-81. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1521835113Adriansjach J., Baum S.T., Lefkowitz E.J., et al. Age-related differences in the gut microbiome of rhesus macaques. J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci. 2020;75(7):1293–8. DOI: https://doi.org/10.1093/gerona/glaa048McKenney E.A., Ashwell M., Lambert J.E., Fellner V. Fecal microbial diversity and putative function in captive western lowland gorillas (Gorilla gorilla gorilla), common chimpanzees (Pan troglodytes), Hamadryas baboons (Papio hamadryas) and binturongs (Arctictis binturong). Integr. Zool. 2014;9(5):557–69. DOI: https://doi.org/10.1111/1749-4877.12112Cui Y.F., Wang F.J., Yu L., et al. Metagenomic comparison of the rectal microbiota between rhesus macaques (Macaca mulatta) and cynomolgus macaques (Macaca fascicularis). Zool. Res. 2019;40(2):89–93. DOI: https://doi.org/10.24272/j.issn.2095-8137.2018.061Zhang P., Lyu M.Y., Wu C.F., et al. Variation in body mass and morphological characters in Macaca mulatta brevicaudus from Hainan, China. Am. J. Primatol. 2016;(6):679–98. DOI: https://doi.org/10.1002/ajp.22534Kurina I., Popenko A., Klimenko N., et al. Development of qPCR platform with probes for quantifying prevalent and biomedically relevant human gut microbial taxa. Mol. Cell. Probes. 2020;52:101570. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mcp.2020.101570Walker A.W., Martin J.C., Scott P., et al. 16S rRNA gene-based profiling of the human infant gut microbiota is strongly influenced by sample processing and PCR primer choice. Microbiome. 2015;3:26. DOI: https://doi.org/10.1186/s40168-015-0087-4Fouhy F., Clooney A.G., Stanton C., et al. 16S rRNA gene sequencing of mock microbial populations — impact of DNA extraction method, primer choice and sequencing platform. BMC Microbiol. 2016;16(1):123. DOI: https://doi.org/10.1186/s12866-016-0738-zStasilevich Z.K., Dzhikidze E.K., Kalashnikova V.A., Sultanova O.A. Role of anaerobic bacteria in simian enteric diseases. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2013; 156(2):248–51. DOI: https://doi.org/10.1007/s10517-013-2323-x EDN: https://elibrary.ru/sliyaxСтасилевич З.К., Джикидзе Э.К., Калашникова В.А., Султанова О.А. Изучение роли анаэробных бактерий в кишечной патологии обезьян. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2013;156(8):215–8. EDN: https://elibrary.ru/qnlgnpOchman H., Worobey M., Kuo C.H., et al. Evolutionary relationships of wild hominids recapitulated by gut microbial communities. PLoS Biol. 2010;8(11):e1000546. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1000546Human Microbiome Project Consortium. Structure, function and diversity of the healthy human microbiome. Nature. 2012; 486(7402):207–14. DOI: https://doi.org/10.1038/nature11234Amato K.R., Sanders J.G., Song S.J., et al. Evolutionary trends in host physiology outweigh dietary niche in structuring primate gut microbiomes. ISME J. 2019;13(3):576–87. DOI: https://doi.org/10.1038/s41396-018-0175-0Candela M., Biagi E., Maccaferri S., et al. Gut microbiota is a plastic factor responding to environmental changes. Trends Microbiol. 2012;20(8):385–91. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tim.2012.05.003Koenig J.E., Spor A., Scalfone N., et al. Succession of microbial consortia in the developing infant gut microbiome. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2011;108(Suppl. 1):4578–85. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1000081107Tong Y., Marion T., Schett G., et al. Microbiota and metabolites in rheumatic diseases. Autoimmun. Rev. 2020;19(8):102530. DOI: https://doi.org/10.1016/j.autrev.2020.102530Moya A., Ferrer M. Functional redundancy-induced stability of gut microbiota subjected to disturbance. Trends Microbiol. 2016;24(5):402–13. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tim.2016.02.002