Method Article
* 이 저자들은 동등하게 기여했습니다
이 프로토콜은 배아 이식 및 유전자 변형 토끼에 대한 임신 및 사료 관리 기술을 설명하며, 신생아 토끼 사망률을 줄이고 유전자 편집 토끼의 준비 효율성을 향상시키는 것을 목표로 합니다.
과학 연구의 발전과 함께 유전자 편집 토끼 모델에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 그러나 유전자 편집 토끼에 대한 임신 및 사료 관리 시스템이 제한되어 있어 경험이 부족한 많은 연구자들이 준비한 유전자 편집 토끼의 생존율이 낮습니다. 따라서 적절한 지침이 필수적입니다. 이 기사는 저자의 실험실에서 개발된 유전자 변형 토끼의 임신 및 먹이 섭취 방법을 요약하고 일련의 기본 과정을 간략하게 설명합니다. 여기에는 임신 진단, 산전 관리, 조산사, 모유 수유 보조, 이유 떼기 및 기타 절차와 함께 약한 갓 태어난 토끼의 구조 및 보살핌이 포함됩니다. 토끼 농장에서 사용되는 전통적인 자연 출산 및 양육 방법과 비교할 때 이 접근 방식은 보다 정교한 관리를 포함하므로 추가 시간과 노력이 필요하지만 젖먹이 토끼의 생존율을 크게 높입니다. 이 기사에서 설명하는 방법은 유전자 편집 또는 배아 이식 토끼와 관련된 대부분의 실험실 육종 시나리오에 적합하며 다른 연구자에게 간단하고 효과적인 참고 자료를 제공합니다.
토끼는 생물의학 연구를 위한 전형적인 동물 모델이며, 설치류 모델과 대형 동물 모델 사이의 격차를 해소하기 위해 점점 더 선호되는 번역 모델이 되고 있습니다 1,2. 토끼는 대형 동물에 비해 몸집이 적당하고 먹이 공간이 작으며 먹이 비용이 저렴하고 채혈이 편리하여 연구 데이터의 반복적인 수집 및 외과 수술에 도움이 됩니다. 토끼는 좋은 번식 능력, 짧은 임신 기간 (뉴질랜드 흰 토끼의 경우 28-32 일), 많은 출산 횟수 및 빠른 성장이 특징입니다 3,4. 설치류와 비교했을 때, 토끼는 계통발생5에서 인간에 더 가깝다. 돼지와 인간이 아닌 영장류를 대체할 수 있는 비용 효율적이고 실용적인 실험용 대체품입니다6. 다른 중대형 유전자 편집 동물(돼지, 소, 양, 고양이, 개, 원숭이)에 비해 유전자 편집 토끼의 준비 비용이 저렴하고 주기가 짧습니다. 유전자 치료제 7,8,9, 줄기세포 치료제 10,11,12,13, 뇌과학 연구14 및 기타 과학 분야 1,15,16,17,18의 발전으로 유전자 편집에서 설치류가 아닌 종에 대한 수요가 증가하고 있습니다.
유전자 편집 토끼는 한때 산업적 응용을 실현할 수 있는 중간 크기의 유전자 편집 동물 중 하나로 여겨졌다6. 그러나 오늘날까지 유전자 편집 토끼는 대규모 생산을 달성하지 못했습니다. 주된 이유 중 하나는 유전자 편집 토끼의 생산과 번식이 어렵고 유전자 편집 생쥐나 쥐보다 훨씬 더 어렵기 때문입니다. 유전자 편집 토끼를 효율적으로 육성할 수 있는 실험실은 많지 않습니다. 초보자는 유전자 편집 토끼를 성공적으로 준비하기 어려운 경우가 많으며, 낮은 임신율19, 유산20, 난산21, 암토끼22의 수유 거부22, 젖먹이 토끼23의 죽음과 같은 불쾌한 문제에 자주 직면한다. 그러나 유전자 편집 토끼 또는 배아 이식 토끼의 임신 및 수유에 대한 체계적인 데이터나 문헌 지침은 거의 없습니다. 대부분은 일반 토끼 농장의 경험을 기반으로 합니다.
따라서 본 논문은 저자의 연구실에서 발굴된 유전자 변형 토끼의 임신 및 수유 관리에 대한 성숙한 경험을 요약하고, 임신 진단, 산전 관리, 조산, 인공 보조 수유, 절제, 약한 아기 토끼의 구조 및 수유를 포함하여 배아 이식 토끼와 유전자 변형 토끼의 기본 과정을 소개합니다. 이 과정은 유전자 편집 토끼 또는 배아 이식 토끼를 사육하기 위해 특별히 확립되었습니다. 토끼 농장의 전통적인 자연 출산 및 양육 방법에 비해 임신 및 수유 관리 모델은 더 많은 시간과 에너지가 필요하지만 아기 토끼의 사망률을 크게 줄일 수 있으며 노력은 그만한 가치가 있습니다.
모든 실험 프로토콜은 광둥성 의학 실험실 동물 센터의 동물 실험 윤리 위원회의 승인을 받았습니다. 본 연구와 관련된 MKRN3 유전자 변형 토끼 사육에 대한 윤리적 검토 번호는 B202210-6이다. 이 연구는 1975년 헬싱키 선언(1983년 개정)에 명시된 윤리적 기준을 준수하는 절차를 고수합니다. 이 연구에 사용된 뉴질랜드 토끼는 중국 광둥성 의학 실험실 동물 센터에서 얻은 것입니다. 이 기사에 설명된 유전자 변형 토끼의 임신 및 먹이 과정은 저자의 실험실에서 매일 동물 사육 관행을 요약한 것입니다. 시약 및 사용된 장비에 대한 자세한 내용은 재료 표에 나열되어 있습니다.
1. 임신 진단
2. 산전 관리
3. 분만
참고: Day 0은 수정 및 원핵 생물 형성 직후를 나타냅니다. 토끼는 짝짓기 후 10-12시간 후에 배란을 하는 배란을 자극하는 동물입니다. 짝짓기 다음 날에 얻은 단세포 단계 배아는 0.5일 째 되는 날로 간주됩니다. 단세포 단계 배아를 2-3시간 동안만 체외 에서 배양한 후 대리모 토끼에게 이식하는 경우에도 임신 0.5일 째로 간주됩니다.
4. 조산사
5. 산후 관리
6. 절제
이 기사는 배아 이식 및 유전자 변형 토끼의 임신 및 수유 관리 절차에 대해 설명합니다. 2022년 말, 저자의 연구실은 유전자 변형 토끼를 위한 준비 플랫폼 개발을 시작했습니다. 이 기간 동안 낙태, 출산 실패, 난산, 출산 전 둥지 준비를 위해 털을 뽑지 않는 것, 어미 토끼가 모유 수유를 꺼리거나 식인 풍습이 발생하는 경우, 큰 배설물로 인한 모유 부족, 아기 토끼가 우유를 마시지 않는 것 등 몇 가지 일반적인 문제에 직면했습니다. 이러한 문제는 유전자 변형 토끼의 번식 효율성을 크게 떨어뜨렸습니다.
이러한 문제로부터 경험을 요약하고 학습함으로써 배아 이식 및 유전자 변형 토끼를 위한 임신 및 수유 관리 프로토콜이 개발되었습니다(그림 3). 이 프로토콜은 갓 태어난 토끼의 생존율을 크게 향상시키고 수유 중 폐사율을 줄였습니다(표 1). 대부분의 경우, 심각한 출생 후 유전 질환 표현형이 있어 사망률이 높은 특정 유전자 변형 질병 모델을 제외하고, 이 접근법은 효과적이고 수용 가능한 것으로 입증되었습니다.
현재 저자의 연구실은 전통적인 자연분만양법에서 새롭게 확립된 임신수유관리모형으로 전환하고 있다. 현재까지 이 방법은 10종 이상의 새로운 유전자 변형 토끼 품종을 성공적으로 번식시켜 수많은 자손을 생산했습니다. 이 방법은 작업 부하를 증가시키지만 매우 효과적입니다. 그림 4 는 MKRN3 유전자 변형 토끼 자손을 사육하는 실제 사례를 보여주며, 출생부터 이유까지의 과정을 보여줍니다.
그림 1: 아기 토끼 인큐베이터의 배치. 아기 토끼를 위한 인큐베이터 준비와 관련된 단계: (1) 인큐베이터 준비; (2) 패딩; (3) 수건을 펼치는 것; (4) 인조 다운 코튼 첨가; (5) 아기 토끼를 안에 넣는 것; (6) 정보 카드를 부착합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2: 아기 토끼를 위한 모유 수유 보조. (A) 생후 1-2일 된 아기 토끼 수유. (B) 생후 2일 이상 된 새끼 토끼에게 먹이를 주는 것. (C) 수유 전과 후의 새끼 토끼의 복부 비교, 위에서 눈에 띄게 부풀어 오르고 보이는 흰색 모유(빨간색 원으로 표시). (D) 생후 3일 이내에 위장관에서 태변 배설(빨간색 화살표로 표시). 회음부는 젖은 면봉(노란색 화살표로 표시)으로 정기적으로 청소해야 합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 3: 배아 이식 및 유전자 변형 토끼의 임신 및 수유 관리 과정. 관리 과정의 단계: 임신 진단; 산전 관리; 조산사; 산후 관리; 절제. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 4: 출생부터 절제까지 유전자 변형 토끼의 성장과 발달. (A) 생후 1-8일 된 아기 토끼의 이미지. (B) 생후 15일 된 새끼 토끼, 왼쪽은 어미 토끼, 오른쪽은 새끼 토끼입니다. (C) 35일 된 젖을 뗀 어린 토끼. (D) 출생 후 첫 3주 이내의 아기 토끼의 성장 곡선. 아기 토끼는 같은 배설물에서 나왔다: ID1, ID2, ID3는 mkrn3 유전자 변형 토끼를 나타내고, ID4, ID5, ID6은 야생형 토끼를 나타낸다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
전통적인 자연 출산 및 양육 | 임신 및 수유 관리 | |
갓 태어난 토끼(8마리)의 갯수 | 68 | 71 |
갓 태어난 토끼 중 살아남은 토끼의 수 | 42 | 66 |
살아남은 젖을 뗀 토끼의 수 | 29 | 63 |
출생생존율 (= 갓 태어난 토끼 / 생존 갓 태어난 토끼 × 100%) | 61.80% | 93.00% |
이유생존율 (= 이유젖을 뗀 토끼 / 갓 태어난 토끼 × 100%) | 69.00% | 95.50% |
표 1: 다양한 번식 관리 모드에서 새끼 토끼의 생존. 다양한 번식 관리 전략에 걸친 토끼 새끼 생존율 비교.
배아 이식 및 유전자 변형 토끼의 임신 및 수유 관리의 주요 단계에는 산파술과 조기 모유 수유가 포함됩니다. 어려운 출산은 토끼에서 흔한 문제이다19. 분만 시간이 길어지면 태아 허혈, 저산소증, 사망이 발생하는 경우가 많다25. 옥시토신을 적절히 사용하면 출산 시간을 효과적으로 단축하고 태아 난산을 줄일 수 있다26. 많은 원시 어미 토끼는 둥지를 준비하기 위해 털을 뽑지 못하여 갓 태어난 토끼의 체온 손실과 사망 위험을 증가시킵니다27, 28. 일반적으로 옥시토신을 근육 주사한 후 토끼는 5-10분 이내에 분만을 시작하여 인공 분만을 촉진하고 신생아의 생존율을 향상시킵니다. 어미의 좋지 않은 행동이나 경험 부족은 종종 새끼 토끼의 적절한 성장을 방해합니다. 간호 관리 보조는 갓 태어난 토끼가 적절한 모유 수유를 받고 편안한 인큐베이터에 수용되도록 하여 생존율을 크게 향상시킨다29.
본 연구에서는 간단한 인큐베이터를 활용하여 인공 솜털과 수건을 사용하여 보온을 제공하였다. 갓 태어난 토끼의 최적 환경 온도는 30-32 °C30입니다. 사용 가능한 경우 온도 및 습도 제어 장비를 사용하여 결과를 더욱 향상시킬 수 있습니다. 임신 말기에 암컷 토끼는 호흡 곤란, 호흡 곤란, 귀 혈관 확장, 먹거나 움직이기를 꺼리는 등의 증상을 보일 수 있다31. 이러한 증상은 인간의 임신으로 인한 고혈압과 유사하며 즉각적인 주의가 필요합니다. 심한 경우에는 산모와 태아의 사망이 발생할 수 있습니다. 이러한 상황에서는 임신한 토끼를 둥지를 짓는 것을 장려하기 위해 종이 조각이 있는 더 넓은 우리에 수용하고, 운동을 장려하고, 신선한 녹색 사료를 제공해야 합니다. 이러한 조치는 일반적으로 임신한 토끼의 부작용을 완화합니다. 그러나 위급한 경우에는 임신 조기 중절을 유도하기 위해 0.02mg의 클로프로스테놀을 근육 주사해야 한다32.
본 연구는 배아 이식 및 유전자 변형 토끼에 대한 임신 및 수유 관리 프로토콜을 수립하여 유전자 변형 토끼의 번식 효율성을 크게 향상시킵니다. 전통적인 토끼 농장 사육 방법과 비교할 때 이 접근 방식은 더 많은 인력과 물적 자원이 필요하고 더 세심한 과정이 필요합니다. 그러나 표준 실험실 환경에서 이 방법은 실험 요구 사항을 충족하고 실용적인 통찰력과 기술을 제공합니다.
근육 위축증 토끼 또는 털이 없는 토끼와 같은 특정 유전 질환에 대한 토끼 모델을 사육할 때, 이러한 모델의 약한 선천적 체질로 인해 모유를 얻기 위해 같은 깔짚에서 야생형 토끼와 경쟁할 수 없는 경우가 많아 출생 직후 높은 사망률을 초래합니다33,34. 보조 간호 관리는 이러한 문제를 효과적으로 완화하여 새끼 토끼의 조기 폐사를 방지합니다. 또한 이 프로토콜을 통해 연구자들은 출생 직후 갓 태어난 토끼의 유전자형을 관찰하고 결정할 수 있으므로 암컷 토끼가 새끼를 물거나 먹는 것에 대한 우려를 줄일 수 있습니다. 전반적으로 이 프로토콜은 배아 이식 및 유전자 변형 토끼 세대에 유망한 응용 프로그램을 가지고 있습니다.
저자는 공개할 내용이 없습니다.
이 연구는 중국 국립자연과학재단(National Natural Science Foundation of China, 82101937호), 중국 광동의학과학기술연구기금프로젝트(Guangdong Medical Science and Technology Research Fund Project, 제B2024069호), 중국 광저우 과학기술계획 프로젝트(Guangzhou Science and Technology Plan Project, 무산번호 SL2023A04J02229, 과제 번호 2024A04J4923).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Artificial down cotton | Yangzhou Anguang Textile Co., Ltd, China | 5490-Jinyu | |
Cloprostenol Sodium Injection | Shanghai Quanyu Biotechnology (Zhumadian) Animal Pharmaceutical Co., Ltd, China | 163232207 | |
Corncob granules | Guangdong Provincial Medical Laboratory Animal Center, China | YUMIXIN | |
Electronic platform scale | Yongkang Runjin weighing instrument Co., Ltd, China | rj-09 | |
Gentamicin | Shanxi Jinfukang Biological Pharmaceutical Co., Ltd, China | 041531504 | |
Glucose injection | Henan Kelun Pharmaceutical Co., Ltd, China | H41022251 | |
Incubator | Foshan Chancheng Hualong Plastic Factory, China | AAA-2 | For newborn rabbits |
Incubator box | Hebei mabao wire mesh products Co., Ltd., China | https://qr.1688.com/s/AJ1K7O3p | As a nest for the mother rabbits |
Inslin Syringe | Becton,Dickinson and Company, USA | Ultra-Fine,328421 | |
Oxytocin injection | Guangzhou Baiyunshan Mingxing Pharmaceutical Co., Ltd | H44025245 | |
Penicillin injection | Guangdong Kangtaiyuan Animal Husbandry Co., Ltd, China | 300012430 | |
Rabbit delivery cage | Suzhou Suhang Technology Equipment Co., Ltd., Suzhou, China | RB42-8G | |
Towel | Zhejiang Jieliya Co., Ltd, China | W3290 |
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