密西根州立大学生理学家劳拉·麦凯布教授研究影响骨质密度的药物。第一次实验，她的团队发现一种药能降低骨密度，她非常高兴。为了进一步确认这一结果，她们进行了验证。为保证实验的重复性，购买了同一家公司同样种属小鼠，放在同样动物房笼子内，喂同样的饲料。但第二次实验结果与第一次完全相反，处理组动物骨密度没有降低，反而增加。麦凯布教授想，也许这是一次意外。于是进行第三次实验，这次竟然任何作用都没有。面对三次完全不一样的实验结果，她十分困惑。
肠道内存在会影响骨形成和吸收的信号，她的团队于是希望从肠道内寻找原因，对三次实验动物的粪便样本微生物种类进行分析，结果意想不到。每次实验动物都有不同的微生物组成。麦凯布不知道这些动物的肠道菌群为什么会发生改变。可能是因为运输动物的盒子，也可能是因为技术人员的服装。但无论如何这些细菌是影响药物效果的原因是肯定的。
动物实验的重复性差一直是生物医学领域头痛的问题。从心理学到癌症领域，无不如此。几年前两家制药公司报告说，大多数顶级杂志上发表的临床前实验结果他们都无法重复。
发表压力和追求阳性结果的偏见是造成一些研究结果无法重复的原因。更让大家都接受的外交辞令解释是，研究结果无法重复也有可能是因为不同动物品种、不同实验室环境或实验方法的细微差别。2014年美国NIH院长弗朗西斯·柯林斯就在《自然》发表了这样的看法。
越来越多的证据表明，分布在肠道内的细菌、病毒、真菌、原生动物和古菌的差异，也可能是造成许多实验无法被重复的重要原因。几年前，肠道菌群的因素很少被考虑，现在这些因素越来越受到关注。主治兽医Claire Hankenson在最近一次实验动物健康会议上说，“我们不知道如何鉴别它们。”小鼠肠道微生物往往变化多端，难以测定，几乎无法进行标准化。简单地剔除细菌不仅难度非常高，也不是一个好主意。因为肠道细菌本身也是维持动物健康和免疫功能不可或缺的重要因素。有一些科学家甚至怀疑，控制动物肠道菌群稳定性有没有可能。
动物实验和人类临床研究结果都提示，肠道微生物对许多疾病如艾滋病和哮喘易感性都有影响，也是肥胖和药物效应的重要影响因素。10年前辉瑞的一项研究，大鼠尿液中某种食物代谢的代谢产物相对浓度出现异常的改变，而这种变化恰好是检测药物的重要指标。研究人员对动物进行了数周的严格控制饲养，最终才把这种代谢物的变化稳定下来。虽然没有进行菌群分析，但他们怀疑是肠道菌群造成的这些变化。2015年密苏里大学用多发性硬化小鼠模型研究过程中，动物饮水中加入一种常见抗生素竟然能逆转动物疾病症状，将这些动物和其他拥有丰富菌群的动物共同饲养，疾病症状就可以恢复，这说明动物疾病表现依赖于肠道某种菌群平衡。
密苏里大学兽医病理学家Craig Franklin和Aaron Ericsson正准备对这种现象的细菌类型进行分析。5年前菌群分析只有少数专业实验室可以开展，但现在各种样本的细菌序列分析已经成为常规技术。
2015年，他们首先定义了实验小鼠正常菌群，这些动物粪便菌群和许多哺乳动物都是由两类菌群组成，一种和脂肪有关的厚壁菌，另一种是和纤维素饮食关系密切拟杆菌。但是菌群种类的多样性在不同供应商之间存在差异。例如一家供应商的小鼠缺乏一种重要细菌分段丝状细菌SFB，这些细菌能帮助小鼠肠道产生抗生素和免疫细胞。
细菌多样性和动物健康关系密切，最近一项研究表明，卫生条件差的饲养环境能让一些动物生病死亡，也能培养出更健康的实验动物。明尼苏达大学免疫学家David Masopust就是这样做的，他从宠物动物园的谷仓中捕捉小鼠。Masopust怀疑商业实验室小鼠不符合人类生活特点，这些动物都是在严格净化条件下繁殖饲养的，用这些动物来模拟人类疾病和状态可能不合适，因为我们人类并不是在无菌环境中生活。在2016年4月《自然》论文中，Masopust和同事们展示了野生小鼠和从宠物商店购买的小鼠比实验动物更强壮，免疫系统更复杂，更接近成年人类。将实验室小鼠与这些脏小鼠共同饲养，也能让实验室小鼠免疫系统变地更强壮，更接近人类。