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裸鼠的繁殖和飼料條件

2017年07月10日 17:53  點擊:[]

(一)繁殖

目前繁殖裸鼠不用nu/nu雌鼠,因其繁殖性能低,一般采用雜合子交配方式或隱性純合子雄性與雜合子雌鼠交配。這種交配方法,其后代將出現表現型正常的仔鼠和裸鼠,比例為1:1。

繁殖時一般將nu基因導入C57BL/10小鼠中。在把基因導入同源(Cogenic)品系時,一般用雌性C57BL/10與雄性C57BL/10-nu(遠交株)雜交。其交配方法和結果如下:

北京藥品檢定所繁殖裸鼠用的鼠種是BALB/C-nu/nu,系1973年從丹麥引入日本中央實驗動物所研究。繼續培育三年后,交由日本CLEA株式會社進行生產。1980年由CLEA引入。雄鼠是無胸腺裸鼠(BALB/C-nu/nu),雌鼠是有胸腺的雜合小鼠(BALB/C-nu/+)。采用BALB/C-nu/+♀與BALB/C-nu/nu♂隨機交配法進行繁殖,已取得較好成果,裸鼠的生產性能良好:受胎率達81.5%,平均產仔率8.1只/窩,平均產裸仔率3.99只/窩,窩平均仔鼠成活3.62只,9周齡仔鼠成活率100%,其主要項目數據與日本中央實驗動物研究所(CLEA)和英國實驗動物中心(LAC)發表的材料基本一致。

(二)飼料條件

因為裸鼠缺乏T細胞,易受細菌、病毒和霉菌感染的損害,如按常規動物方式飼養,只有少數裸鼠能生存一個月以上,最多不超過四個月,而放在隔離器(Isolator)中飼料的可存活一年以上。因此,裸鼠的壽命與飼料的衛生條件有密切的關系。一般是先在隔離器中繁殖。然后放入無特定病原體屏障環境中飼料。

無病原體條件的飼料需要在動物和外界之間裝置一個屏障,屏障越嚴,飼料健康裸鼠就越有保證,然而,如不注意選擇屏障的類型,它的效果就沒有保證,故應持續檢查是否符合條件。

1.無病原條件飼料裸鼠設備

⑴帶有密封空氣過濾裝置的塑料籠。每一籠自為一個單元。它包括一個標準的透明塑料籠,籠蓋上覆有空氣過濾材料。后者與籠子的貼近處用膠帶纏繞數周予以密封。然后,此籠可置于一般實驗室的標準籠架上。過濾材料呈片狀,由疏紡的(但非紡織的)聚酯纖維制成。它應該能夠防止微生物從籠外進入籠內。

全套籠具皆經高壓蒸汽滅菌。使用它和喂養管理(如加飲水和飼料、清籠、斷奶等)時,都必須在一個防護罩內進行。罩內所含有的是正壓過濾空氣。而且還是層流(無湍流的)、單向的。

上述的用具有操作方式是存養無致病原動物最簡單的方法。

⑵動物隔離器。最常使用的此種器具有系由柔軟片狀的透明聚乙烯基塑料制成,但也可用有機玻璃、不銹鋼、鋁皮和尼龍等材料來作。市售成品有一定規格,也可專門根據需要來設計大小,這是一個無菌的生活小室,可排除任何微生物。室氣進出該器都經過濾。全部食品和用品都經滅菌后,再經一個無菌的入口小室送入器內,可排除任何微生物。最初,選用化學滅菌劑和高壓蒸氣對該器進行滅菌處理。

在無菌環境中,遺傳學背景相同的裸小鼠和通常的雜合子型小鼠壽命長短相近。但是,Poiley氏等(1974)發現,在這種環境中,新生小鼠的存活率,較之在普遍環境中的為低。為了使它們胃腸道的功能更接近于正常,有人提議給無菌環境中的裸鼠接種一次非致病的細菌(Poliey氏等,1974;Eaton等,1975)。這樣,常??梢云鸕礁慕承閱艿淖饔?,并有助于把無菌小鼠從隔離器中轉移到條件較差的存養設備中去。

為了最有效的控制環境,從而得以盡力保存無菌的(或帶有一定菌群)裸體小鼠,隔離器是理想的存養設備。但它也有缺點,這就是費勞力,在一定空間中繁育動物的數量有限。

⑶空氣層流器。它包括標準的小室,覆罩和網架。每套器具形成一個獨立的環境,與室內通風系統無關。它自己輸入過濾空氣,把超凈空氣完滿地注入鼠籠,并以柱狀排出。由于每套器具互不相干,又有正壓空氣防護,所以可把它們放在通常條件下。它們是手提式的,既便于維修,又能最大限度地利用房舍和設備。

使用此種方法是否成功,取決于管理工作的好壞。密切監視房室的污染和人員流動,只準專職人員入室。應當在正壓、單向氣流條件下料理維修鼠籠,接觸小鼠的一切物品(飼料和其它物品)都必須滅菌。飲水須經處理除去細菌,專職工作者須穿戴無菌的外科口罩、帽子、手套和后長衣,觸及動物時須用頭端包有橡皮的鑷子,而且必須經變性乙醇(就放在一邊)的浸洗。

⑷空氣層流室。有別于上述的一個房間內放置的小型空氣層流器,而是整個房間的環境都為正壓過濾空氣所籠罩。設計時,須裝置空氣進入的開關,空氣入口要裝指示器。工作人員在室內的穿戴同上所述。室內應用的飼料、墊料和籠具的滅菌,須用兩端有開關的高壓蒸氣滅菌器。

引種方法可最大限度地利用房舍以繁育動物。雖然裝設此種房間的經費昂貴,但是,空氣層流室加上嚴格限制人員的出入,可保證生育期的裸體小鼠順利生產,它是大量繁殖裸小鼠的最好方式。舉例來說,由于采用它,近五年來(1973~1977),在Frederick癌癥研究中心平均每年生產裸體小鼠在20,000以上。

2.環境控制

⑴溫度。適于裸體小鼠的室溫為26~28℃(78~820F),裸體小鼠無毛、其散失體溫較有毛小鼠為快。處于連續空氣層流中,它們的散熱更快,需要大約28℃(800F)的室溫予以補償。一般飼料室內溫度控制在25℃±1℃也可以。如果裸鼠和有毛雜合子鼠同籠飼養時室溫可略低一點。飼料在在連續空氣層流室中的裸鼠需要將層流室內溫度提高到28℃。

⑵濕度。相對溫度應保持在40~60%,此時,成年裸體小鼠皮膚水分散失最少。濕度過低,對新生裸鼠生存不利,這在空氣層流環境中尤為重要。

⑶通風。一般認為,每小時需要通風換氣10~15次,要用高效過濾器(99.9%)保證良好的空氣過濾,除盡空氣中大于0.3μm的顆粒。空氣出口也有過濾裝置(也可以用效能上較低的)以防止空氣倒流時的污染,而且要先設計好怎樣從室外維修這些過濾器。

在空氣層流室內,空氣的正壓至少為0.65cmH2O。空氣的流向和速度要控制得均勻而自由。過濾的空氣連續掠過鼠籠時,奔流于動物環境之中,在理論是一個防止外源性污染的屏障。

⑷光照。每日應當維持10小時光照,14小時無光的明暗周期。不用窗戶,用人工照明,使全年光照恒定,但應避免過強的熒光燈光照。

3.籠具和墊料

培育裸體小鼠的籠具,籠底面積應當為97平方厘米(15平方吋),高度應為12.7厘米(5吋),應選可耐受高壓蒸氣滅菌的塑料或不銹鋼制作。其造型應當便于重疊,以利滅菌和存貯。透明塑料籠較好,用時不必打開籠蓋就要觀察動物。籠底要放墊料,不能用網。

籠子必須每周清潔一次,或視需要處理,以保證環境清潔、干燥。用去污劑或其它洗滌劑清洗后的籠子或其它物品,必須充分沖洗干凈。否則,會刺激裸體小鼠的皮膚。

墊料直接接觸裸體小鼠的皮膚,不能帶有刺激性。可選用不帶塵土和尖塊的硬木屑,研磨過的玉米桿,或用松木刨花。用前都要滅菌,且滅菌后不結成塊狀才可使用。

為裸體小鼠建巢可用棉花或棉紙。但是,如果墊料有一吋厚,而且室溫控制得恰到好處,能使裸鼠感染舒適,一般就不需要墊棉花或棉紙了。

4.供食和供水

⑴飼喂。裸體小鼠的營養需求與其它品系的小鼠相似。所以,任何市售飼料均可使用。食物必須滅菌,可將食物鋪成單層后放在小盤中或放在有孔的口袋中,進行高壓蒸氣滅菌(45分鐘,120℃)。滅菌前,不耐熱的營養素要加大用量(Williams氏等,1968)。另外,可補充全小麥面包和復制牛奶以改進生育能力,并防止同類噬食現象(Poiley氏等,1974)。

⑵飲水。有時,自來水中含有少量的各種非致病菌(包括銹色假單細胞菌)。為了避免經水源而污染裸體小鼠種群,有人建議將飲水過氯化達到12~15ppm;或用鹽酸酸化飲水,使之pH達到2.5~2.8,都可有效地控制其污染率,特別是假單細胞菌屬細菌的污染。如由于高壓滅菌而過多地損失維生素則可在飲水中加入復合維生素(例如,每1000ml加入1ml各種維生素),將該混合液通過直徑0.2μm微孔薄膜過濾除菌,每平方吋的壓力不得超過10磅。維生素混合液及水應適當地進行某些細菌培養的檢查,并應隔天更換水瓶,水瓶和飲水管在兩次使用之間必須洗滌和消毒。

通過飲水供給抗菌素,可消除胃腸道的細菌(Van Der Waaij氏,1966)。并且,這也是一個防止裸體小鼠在嚴格的環境控制下可能發生的外源污染的附加措施。我們使用的四種配方如表4-4所示。下列抗菌素很少消化道吸收,每一種配方應每周更換一次,每四周輪換一遍,可減少抗藥菌株的出現。

假如你一開始就在嚴格控制的環境中繁育無菌裸體小鼠,則也可以不必使用抗菌素,因為加用抗生素后在繁育技術上出現差錯的可能性也就增加了。

裸體小鼠飲水中所用抗菌素的種類和用法

5.空氣層流室的保養

層流室內從地面到天花板以及設備均需保持無塵和無破碎。每月必須檢測室內的無菌情況,每平方米放一個平皿,檢查室內空氣中的細菌數量。落下菌的檢查各國規定不同,見下表

表4-5 各國層流室落下菌限度的規定

  

除落下菌數目不得超過限度外,并且不能有致病菌存在,否則,需要重新消毒。

一切可移動的設備最好高壓滅菌,不可移動的裝置(如墻、地板、天花板等)要用液體酚類消毒劑徹底清潔,消毒應重復進行三次。消毒后房間應密封,48小時后作微生物學污染檢測,如檢測是陰性,才允許使用。工作人員入內必須穿戴全套滅菌外科手術衣和消毒的長靴。

(三)裸鼠生產

為了保證裸鼠具有相應品系的遺傳純度和嚴格的微生物控制要求,應根據裸鼠所具有特殊性,建立以下生產制度進行生產。

1.核心群的動物(GF):按微生物學要求,應是經過無菌剖腹手術飼料在小型隔離器內的無菌動物。按遺傳學要求,一個隔離器內的動物應是相應的近交系,采用兄妹交配,一個隔離器是帶有nu純合基因的,采用回交和互交方法進行維持。

2.擴大群動物(GB):按微生物學要求,應是來自核心群的無菌的幼小裸鼠和雜合鼠,放入大隔離器內或水平層流的小隔離房內,并對這些幼鼠導入復合的正常腸內菌叢,使之變成悉生動物。按遺傳學要求,應保持nu等位基因的純合子和雜合子進行生產。

3.生產群動物的種子群,應來自擴大群的動物,飼料在屏障系統內,一個生產周期為6~20個月。

試驗期裸鼠也應以裸鼠的免疫功能缺陷特性,按以下體系進行試驗與飼料(見圖4-2)。

⑴裸鼠移植癌建立和檢疫。

⑵腫瘤維持。

⑶大量移植。

總之,應按生產裸鼠所有的要求進行,否則試驗不易獲得成功。

飼料繁殖裸鼠必須注意的問題:

⑴建立屏障系統是飼料繁殖裸鼠的重要條件。裸鼠先天性胸腺缺失,免疫系統不健全,缺乏對付外來因子的抵抗力,對病原體極易感染,在常規環境中,最多只能生存數月,因此,必須要在無病原隔離飼料環境中飼料。根據我國目前實際情況,尚不能新建更多的高標準的動物實驗設施,而改造現有建筑的辦法是可行的。改建后的屏障飼養室雖與科技發達國家相比是比較簡陋的,但基本上達到了屏障系統設施的要求,費用大為降低,也可使裸鼠繁殖工作正常進行。

⑵裸鼠繁殖方法最好選用純合子隱性(nu/nu)雄鼠與雜合子(nu/+)雌鼠進行交配生產。因為純合子隱性雄鼠一般能正常生育,其仔代裸鼠和正常仔鼠的比例為1:1;所有正常的仔鼠都是雜合子,當用這些小鼠作實驗對照時,就可明顯地觀察到純合子與雜合子之間的不同差異。裸鼠繁殖的其它二種方法,均存在一定缺點,如采用雜合子(nu/+)雌雄鼠交配時,其子代中裸鼠與表現型正常的仔鼠的比例為1:3,所繁殖的裸鼠少,而且繁殖的正常小鼠可能是nu/+或+/+兩種基因的小鼠,除非通過育種,否則不易區別。又如采用純合子隱性(nu/nu)雄鼠和雌鼠交配繁殖,雖然所有的子代都是裸鼠,但這種繁育方法不很有效,因為雌裸鼠繁殖力低,同時護理也很困難。

⑶仔鼠出生后存活與否,關鍵在于哺乳,如不注意哺乳則哺乳期裸鼠死亡率很高。主要原因在于同窩哺乳的有雜毛純合仔鼠發育快,體大健壯,競爭力強,與純合裸鼠爭食母乳而影響純合裸鼠的發育,以致其消瘦死亡。為了提高裸鼠生長發育速度及存活率,采用純合裸鼠,雜合仔鼠分別哺乳,并對雌鼠加喂高蛋白、高維生素飼料。

⑷為了保持較長期的正常繁殖生長,就必須建立微生物監測方法來控制質量。因裸鼠免疫機能的缺陷,易受微生物、病毒和寄生蟲感染,特別是易受小鼠肝炎病毒的感染,一但裸鼠感染上小鼠肝炎,同窩裸鼠會于生后36~134天相繼死亡,無一幸免。病鼠肝發生大理石樣變化,質較硬,呈黃色、粗造、結節樣、邊緣不齊。對裸鼠的飼料繁殖威脅很大。在裸鼠的飼料中,常易發生所謂“消耗性綜合征”(Wasting syndrome)實與裸鼠常見病之一的鼠病毒性肝炎感染有密切關系,用剖腹產可避免此病毒感染。

采用微生物的檢查方法時,要考慮裸鼠的生理特性,裸鼠屬于免疫機能缺陷的動物,鼠肝炎病毒、仙臺病毒等感染后,血清中不產生抗體。因此,只能檢查同胎雜合仔鼠血清中的抗體情況,或直接分離病原體,或將裸鼠的肝組織接種于雜合仔鼠后,再用血清學方法測定其相應抗體。因此,對裸鼠一些致病性的病毒和臺澤氏病原體等的檢查方法,主要是檢查同胎雜合鼠血清中抗體的產生情況,來判斷裸鼠是否被這些病原體所感染。

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