Method Article
* Эти авторы внесли равный вклад
В данном протоколе описана методика ведения беременности и кормления кроликов, перенесших эмбрионы и генетически модифицированные, направленная на снижение смертности новорожденных кроликов и повышение эффективности подготовки генетически отредактированных кроликов.
С развитием научных исследований растет спрос на генетически отредактированные модели кроликов. Тем не менее, существуют ограниченные системы управления беременностью и кормлением для генетически отредактированных кроликов, что приводит к низким показателям выживаемости среди генетически отредактированных кроликов, подготовленных многими неопытными исследователями. Поэтому правильное руководство имеет важное значение. В данной статье обобщены разработанные в лаборатории автора методы стельности и кормления генетически модифицированных кроликов и изложен ряд фундаментальных процессов. К ним относятся диагностика беременности, дородовой уход, акушерство, вспомогательное грудное вскармливание, отлучение от груди и другие процедуры, а также спасение и уход за слабыми новорожденными кроликами. По сравнению с традиционными методами естественных родов и вскармливания, используемыми в кролиководческих хозяйствах, этот подход предполагает более совершенное управление, требующее дополнительного времени и усилий, но значительно повышающее выживаемость подсосных кроликов. Методы, описанные в этой статье, подходят для большинства сценариев лабораторного разведения кроликов с отредактированными генами или эмбрионами и являются простым и эффективным ориентиром для других исследователей.
Кролики являются классической животной моделью для биомедицинских исследований и все чаще становятся предпочтительной трансляционной моделью для преодоления разрыва между моделями грызунов и моделями крупных животных 1,2. По сравнению с крупными животными, кролики имеют умеренные размеры тела, небольшое пространство для кормления, низкую стоимость кормления и удобный забор крови, что способствует повторному сбору данных исследований и хирургическим операциям. Кролики характеризуются хорошей репродуктивной способностью, коротким периодом беременности (28-32 дня для новозеландских белых кроликов), большим количеством родов, быстрым ростом 3,4. По сравнению с грызунами, кролики ближе к человеку по филогенезу5. Это экономически эффективный и практичный экспериментальный заменитель свиней и нечеловекообразных приматов6. По сравнению с другими крупными и средними животными для редактирования генов (свиньи, крупный рогатый скот, овцы, кошки, собаки, обезьяны) стоимость подготовки кроликов для редактирования генов низкая, а цикл короткий. С развитием генной терапии 7,8,9, терапии стволовыми клетками 10,11,12,13, исследований в области мозга 14 и других научных областей 1,15,16,17,18 спрос на виды без грызунов в редактировании генов увеличивается.
Кролики, занимающиеся редактированием генов, когда-то считались одними из животных среднего размера, которые могли бы реализовать промышленное применение6. Однако до сегодняшнего дня кроликам с редактированием генов не удалось добиться широкомасштабного производства. Одна из основных причин заключается в том, что производство и разведение кроликов с редактированием генов является сложной задачей, и сложность намного выше, чем у мышей или крыс с редактированием генов. Существует не так много лабораторий, которые могут эффективно выращивать кроликов с редактированием генов. Новичкам часто бывает сложно успешно подготовить кроликов по редактированию генов, и они часто сталкиваются с такими неприятными проблемами, как низкая стельность19, аборты20, дистоция21, отказ от лактации самками крольчихи22, падеж подсосных крольчат23. Тем не менее, существует мало систематических данных или литературных рекомендаций по беременности и кормлению кроликов с редактированием генов или кроликов, перенесших эмбрионы. Большинство из них основаны на опыте обычных кролиководческих ферм.
Поэтому в данной статье обобщен зрелый опыт ведения беременности и кормления генетически модифицированных кроликов из авторской лаборатории, а также представлен комплекс основных процессов эмбрионального переноса кроликов и генетически модифицированных кроликов, включая диагностику беременности, дородовое наблюдение, акушерство, искусственное вспомогательное вскармливание, аблактацию, а также спасение и выхаживание слабых крольчат. Этот процесс специально налажен для разведения кроликов с редактированием генов или кроликов, перенесших эмбрионы. По сравнению с традиционным методом естественных родов и вскармливания на кролиководческих фермах, модель ведения беременности и кормления требует больше времени и энергии, но она может значительно снизить смертность крольчат, и усилия того стоят.
Все протоколы экспериментов на животных были одобрены Комитетом по этике экспериментов на животных Центра медицинских лабораторных животных провинции Гуандун. Номер этического обзора для разведения кроликов с модифицированным геном MKRN3, участвующих в этом исследовании, составляет B202210-6. В исследовании соблюдены процедуры, соответствующие этическим нормам, изложенным в Хельсинкской декларации 1975 года (пересмотренной в 1983 году). Новозеландские кролики, использованные в этом исследовании, были получены из Центра медицинских лабораторных животных провинции Гуандун в Китае. Описанный в этой статье процесс беременности и кормления генетически модифицированных кроликов является кратким изложением ежедневной практики разведения животных в лаборатории автора. Подробная информация об используемых реагентах и оборудовании приведена в Таблице материалов.
1. Диагностика беременности
2. Дородовое наблюдение
3. Роды
ПРИМЕЧАНИЕ: День 0 относится к вскоре после оплодотворения и образования прокариот. Кролики – животные, стимулирующие овуляцию, у которых происходит овуляция через 10-12 ч после спаривания. Эмбрионы одноклеточной стадии, полученные на следующий день после спаривания, считаются эмбрионами на0,5-й день. Если эмбрионы одноклеточной стадии культивируют in vitro всего 2-3 ч, а затем переносят суррогатным кроликам, то это также считается0,5-й день беременности.
4. Акушерство
5. Послеродовой уход
6. Аблактация
В данной статье описывается процедура ведения беременности и кормления кроликов, перенесших эмбрионы и генетически модифицированных. В конце 2022 года авторская лаборатория приступила к разработке платформы для подготовки генно-модифицированных кроликов. В течение этого периода было обнаружено несколько распространенных проблем, включая аборты, невыполнение родов в срок, дистоцию, неспособность выщипывать шерсть для подготовки гнезда перед родами, нежелание матерей-крольчат кормить грудью или случаи каннибализма, недостаточное количество грудного молока из-за большого размера помета и неспособность крольчат пить молоко. Эти проблемы значительно снизили эффективность разведения генетически модифицированных кроликов.
Обобщив опыт и изучив эти проблемы, был разработан протокол ведения беременности и кормления новорожденных кроликов, перенесших эмбрионы и генетически модифицированных (Рисунок 3). Этот протокол позволил значительно повысить выживаемость новорожденных кроликов и снизить смертность в период лактации (табл. 1). Для большинства случаев, за исключением специфических генетически модифицированных моделей заболеваний с тяжелыми постнатальными фенотипами генетических заболеваний, приводящими к более высоким показателям смертности, этот подход доказал свою эффективность и приемлемость.
В настоящее время авторская лаборатория перешла от традиционных естественных методов родов и вскармливания к вновь созданной модели ведения беременности и кормления. На сегодняшний день этот метод способствовал успешному выведению более десяти новых разновидностей генетически модифицированных кроликов, в результате чего было получено многочисленное потомство. Хотя такой подход увеличивает рабочую нагрузку, он очень эффективен. На рисунке 4 показан реальный пример разведения генетически модифицированного потомства кроликов MKRN3, демонстрирующий процесс от рождения до отлучения от груди.
Рисунок 1: Устройство инкубаторов для крольчат. Этапы подготовки инкубатора для крольчат: (1) Подготовка инкубатора; (2) Набивка; (3) Расстелить полотенце; (4) Добавление искусственного пуха из хлопка; (5) Помещение крольчата внутрь; (6) Прикрепление информационной карточки. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Рисунок 2: Вспомогательное грудное вскармливание для крольчат. (А) Кормление крольчат в возрасте 1-2 дней. (Б) Кормление крольчат старше 2-дневного возраста. (В) Сравнение брюшной полости щенков кроликов до и после кормления, показывающее заметное выпячивание и видимое белое грудное молоко в желудке (обозначено красным кружком). (D) Выведение мекония из желудочно-кишечного тракта в течение 3 дней после рождения (обозначено красной стрелкой). Промежность требует регулярной чистки влажным ватным тампоном (обозначен желтой стрелкой). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Рисунок 3: Процесс ведения беременности и кормления новорожденных кроликов, перенесших эмбрионы и генетически модифицированных. Этапы в процессе ведения: Диагностика беременности; Дородовой уход; Акушерство; Послеродовой уход; Аблактировка. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Рисунок 4: Рост и развитие генетически модифицированных кроликов от рождения до амортации. (А) Изображения крольчат в возрасте от 1 до 8 дней. (В) Пятнадцатидневные крольчата, с матерью-крольчихой слева и крольчатами справа. (В) Тридцатипятидневные молодые кролики, отлученные от груди. (D) Кривая роста крольчат в течение первых трех недель после рождения. Крольчата были из одного помета: ID1, ID2 и ID3 представляют кроликов с модифицированным геном mkrn3 , в то время как ID4, ID5 и ID6 представляют кроликов дикого типа. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой цифры.
Традиционные естественные роды и вскармливание | Ведение беременности и кормления грудью | |
Количество новорожденных крольчат (8 пометов) | 68 | 71 |
Количество выживших новорожденных крольчат | 42 | 66 |
Количество выживших отъемышей крольчат | 29 | 63 |
Выживаемость при рождении (= новорожденные кролики / выжившие новорожденные кролики × 100%) | 61.80% | 93.00% |
Выживаемость при отъеме (= выживаемость отлученных от отъема кроликов / новорожденных кроликов × 100%) | 69.00% | 95.50% |
Таблица 1: Выживаемость детенышей кроликов при различных режимах управления разведением. Сравнение показателей выживаемости детенышей кроликов при различных стратегиях управления разведением.
Основными этапами ведения беременности и кормления эмбрионов и генетически модифицированных кроликов являются акушерство и раннее вспомогательное грудное вскармливание. Трудные роды – распространенная проблема у кроликов19. Длительные сроки родов часто приводят к ишемии, гипоксии и смерти плода25. Надлежащее использование окситоцина может эффективно сократить время родов и уменьшить случаи дистоции плода26. Многие первородящие крольчихи не выщипывают шерсть для подготовки гнезд, что увеличивает риск потери температуры и смертности у новорожденных крольчат27,28. Как правило, после внутримышечного введения окситоцина у крольчат в течение 5-10 мин начинаются роды, что облегчает искусственное родоразрешение и повышает выживаемость новорожденных. Плохое материнское поведение или неопытность часто препятствуют правильному росту крольчат. Управление вспомогательным кормлением обеспечивает достаточное грудное вскармливание новорожденных кроликов и размещение в комфортабельных инкубаторах, что значительно улучшает их выживаемость29.
В этом исследовании использовался простой инкубатор с использованием искусственного пухового хлопка и полотенец для согревания. Оптимальная температура окружающей среды для новорожденных крольчат составляет 30-32 °С30. Если это возможно, оборудование для контроля температуры и влажности может еще больше улучшить результаты. На поздних стадиях беременности у самок крольчихи могут проявляться такие симптомы, как учащенное дыхание, респираторные хрипы, расширение ушных сосудов и нежелание естьили двигаться. Эти симптомы напоминают гипертензию, вызванную беременностью человека, и требуют немедленного внимания. В тяжелых случаях может наступить материнская смерть и смерть плода. В таких условиях беременных крольчих следует содержать в более просторных клетках с обрезками бумаги, чтобы стимулировать гнездование, приучать к физическим упражнениям и обеспечивать их свежим зеленым кормом. Эти меры в целом облегчают неблагоприятные симптомы у беременных крольчих. Однако в критических случаях необходима внутримышечная инъекция 0,02 мг клопростенола, чтобы вызвать прерывание беременности на ранних сроках32.
В этом исследовании установлен протокол ведения беременности и кормления для эмбриональных и генетически модифицированных кроликов, что значительно повышает эффективность разведения генетически модифицированных кроликов. По сравнению с традиционными методами разведения кролиководческих ферм, такой подход требует больше рабочей силы и материальных ресурсов и предполагает более кропотливый процесс. Тем не менее, для стандартных лабораторных условий этот метод отвечает экспериментальным потребностям и предлагает практические знания и навыки.
При разведении моделей кроликов на определенные генетические заболевания, таких как мышечная атрофия кроликов или голые кролики, слабая врожденная конституция этих моделей часто приводит к их неспособности конкурировать с кроликами дикого типа в том же помете за грудное молоко, что приводит к высоким показателям смертности вскорепосле рождения. Вспомогательное сестринское обслуживание эффективно смягчает эти проблемы, предотвращая преждевременную гибель детенышей кроликов. Кроме того, этот протокол позволяет исследователям наблюдать и определять генотип новорожденных кроликов сразу после рождения, снижая опасения по поводу того, что самки кроликов могут кусать или есть их потомство. В целом, этот протокол имеет многообещающее применение в создании эмбриональных и генетически модифицированных кроликов.
Авторам нечего раскрывать.
Это исследование было поддержано Национальным фондом естественных наук Китая (грант No 82101937), Проектом Фонда медицинских исследований науки и техники провинции Гуандун, Китай (грант No B2024069) и проектом плана науки и техники в Гуанчжоу, Китай (грант No 100). SL2023A04J02229, присвоение No 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 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены