初次交配日齡對NIH 小鼠繁殖性能的影響

李 楠,王從武,王天奇,何嘉玲,暴 國,張長勇,孫德明*

(1.國家衛(wèi)生健康委科學技術研究所,北京 100081； 2.中牧實業(yè)股份有限公司,北京 100070)

NIH 小鼠又名NIH(BXS)、NIH Swiss 小鼠,是Walter Reed Army Institute of Research 于1936 年由瑞士種小鼠選育育種,最初采用近交方式交配(BXS)繁殖傳代,又封閉繁育達十年以上培育而成。NIH 小鼠最大特點為遺傳穩(wěn)定,個體差異較小,較多應用于生殖毒理安全性評價、生殖發(fā)育毒理學等相關領域,因此對其繁殖性能(妊娠率、產(chǎn)仔數(shù)、離乳數(shù)、初生仔鼠平均體重等)及繁殖的穩(wěn)定性(飼養(yǎng)管理、育種方式等)要求較高[1-2]。 本動物中心于1989年由北京生物制品研究所引進NIH 小鼠,嚴格按照封閉群生產(chǎn)繁殖原則進行獨立保種,閉鎖繁育。 目前國內(nèi)對NIH 小鼠的生產(chǎn)繁殖性能及生長發(fā)育進行的相關研究報道很多,但很多研究中對于NIH 小鼠的初次交配日齡說法不一,尚未見相關的系統(tǒng)報道。 因此,本研究以NIH 小鼠為研究對象,利用本單位所保有的NIH 小鼠種子群,針對首次交配時間對繁殖性能影響開展研究,從而為培育標準化生殖健康嚙齒類實驗動物提供參考。

1 材料和方法

1.1 實驗動物

SPF 級NIH 小鼠,50 ～85 d 周齡,體重28 ～40 g,雌雄各120 只來自國家衛(wèi)生健康委科學技術研究所實驗動物中心保有種群,飼養(yǎng)于SPF 級屏障系統(tǒng),使用動物使用許可證號[SYXK(京)2018-0010],經(jīng)由國家衛(wèi)生健康科學技術研究所倫理委員會審批(NRIFH190101-2-1),遵守3R 原則。

1.2 主要儀器

電子秤(型號LD5100-1),分度值0.1 g,購自沈陽龍騰電子有限公司。

1.3 實驗方法

選取健康未交配50、60、70、85 d 種鼠各30 對；分為A、B、C、D 組。 合籠飼養(yǎng)7 d 后,分開雄性鼠,連續(xù)觀察雌性鼠1 ～6 胎的產(chǎn)仔日期、窩產(chǎn)仔數(shù)、計算胎間隔,出生21 d 離乳,記錄仔鼠離乳重量,計算離乳率。

1.4 統(tǒng)計學方法

所得數(shù)據(jù)均用SPSS 19. 0 統(tǒng)計學軟件進行單因素方差分析,數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標準差(±s)表示,以P＜0. 05 表示差異顯著,P＜0. 01 表示差異極顯著。

2 結果

2.1 首次交配時間不同對NIH 小鼠繁殖性能影響

2.1.1 對產(chǎn)仔窩數(shù)、產(chǎn)仔數(shù)、離乳數(shù)的影響

表1 結果顯示A、B、C、D 組總產(chǎn)仔窩數(shù)隨初次交配日齡增加而增多；A 組平均產(chǎn)仔數(shù)最少,與C、D組相比均具有顯著性差異(P＜0.05),與B 組相比無顯著性差異(P＞0.05)；D 組平均離乳數(shù)最高,A組平均離乳數(shù)最低,A、C 組相比具有顯著性差異(P＜0.05),與D 組相比具有極顯著性差異(P＜0.01),B、D 組相比具有顯著性差異(P＜0.05),其余組間無顯著性差異(P＞0.05)。

2.1.2 對出生仔鼠平均體重及離乳體重的影響

結果見表1,A 組出生仔鼠平均體重最輕,與C、D 組相比均具有極顯著性差異(P ＜0.01)；B 組與C、D 組相比均具有顯著性差異(P＜0.05),A、B 組相比無顯著性差異(P＞0.05)； A 組離乳體重與B、C、D 組相比具有顯著性差異(P＜0.05),離乳體重隨初配日齡增加而顯著增高。

表1 首次交配時間不同對NIH 小鼠繁殖性能影響Table 1 Effect of initial mating age on reproductive performance in NIH mice

2.1.3 對離乳率及胎間隔的影響

由圖1 可知A、B、C、D 離乳率分別為93.75%、95.27%、98.97%、99.06%,A 組與C、D 組相比均具有顯著性差異(P＜0.05,P＜0.01)。 其余組間無顯著性差異(P＞0.05)；

由圖2 可知A、B、C、D 胎間隔分別為29.29 d、28.34 d、27.78 d、27.09 d,各組胎間隔無顯著性差異(P＞0.05)。

2.2 NIH 小鼠不同胎次的繁殖性能

2.2.1 不同胎次的產(chǎn)仔窩數(shù)、產(chǎn)仔數(shù)及離乳數(shù)

從表2 可見,NIH 小鼠1～6 胎產(chǎn)仔窩數(shù)隨胎次增加而減少；產(chǎn)仔數(shù)從第2、3 胎與第1 胎相比具有顯著性差異(P ＜0.05),與第4 胎相比無顯著性差異(P ＞0.05),與第5、6 胎相比又具有顯著性差異(P＜0.05)；平均離乳數(shù)第3、4 胎與第1 胎相比具有顯著性差異(P＜0.05),其余各胎之間無顯著性差異(P＞0.05)。

2.2.2 不同胎次出生仔鼠平均體重及離乳體重

由表2 可知,NIH 小鼠第3 胎仔鼠平均體重最高,其次為第6 胎,第1 胎仔鼠平均體重最低,第1胎與第3、6 胎相比具有顯著性差異(P＜0.05),其余各胎之間無顯著性差異(P＞0.05)；1～6 胎離乳仔鼠體重雖呈上升趨勢,但無顯著性差異(P＞0.05)。

2.2.3 離乳率和胎間隔

由圖3 可知,第1 胎離乳率最低,第3 胎離乳率最高；第1 胎與第2～6 胎離乳率相比均具有極顯著差異(P＜0.001,P＜0.01)。

由圖4 可知,第1 胎與初配日的間隔明顯低于其他各胎胎間隔,與第2、3、4、6 胎相比具有極顯著差異(P＜0.001,P＜0.01)；與第5 胎相比具有顯著性差異(P＜0.05)；第2 胎的胎間隔顯著高于其他胎次的胎間隔,具有極顯著差異(P＜0.001)；

3 討論

在生命科學研究中,實驗動物是最重要的研究對象,作為“不可替代的活的精密的儀器”與眾多領域的科學研究緊密的聯(lián)系在一起,成為保障現(xiàn)代科學實驗研究和科技創(chuàng)新的重要支撐條件。 我國目前在毒理學安全性相關評價中NIH 小鼠是常用的實驗動物,這種鼠具有遺傳背景明確、環(huán)境適應力強、生長發(fā)育迅速、繁殖率和成活率高等優(yōu)點,是作為生殖毒性實驗首選的嚙齒類動物。 本中心保留的NIH 每窩平均產(chǎn)仔數(shù)可達到12～13 只,高于張靜旭等[2]報道的10.85 只,高于王剛等[3]報道的10 ～11 只,可能是飼養(yǎng)環(huán)境或鼠來源不同所致。

圖1 A、B、C、D 組離乳率Figure 1 Weaning rate in groups A, B, C, and D

圖2 A、B、C、D 組胎間隔Figure 2 Number of days between nests in groups A, B, C, and D

表2 不同胎次NIH 小鼠的繁殖性能Table 2 Reproductive performance in NIH mice

圖3 第1～6 胎離乳率Figure 3 Weaning rate for litters 1～6

圖4 第1～6 胎胎間隔Figure 4 Number of days between nests for litters 1～6

NIH 小鼠的性成熟比體成熟略早,一般在35～50 d 之間性成熟,而體成熟在70～80 d[4]。 為了較好的評價不同日齡交配對NIH 小鼠繁殖效率和后代質量影響,因此本實驗選擇50、60、70 和85 d 不同年齡階段的小鼠進行實驗。 從本次實驗中可以看出,在小鼠50、60 d 交配時,很多繁殖性能與體成熟組相比較低,50、60 d 與70、85 d 相比平均產(chǎn)仔數(shù)、出生仔鼠平均體重出現(xiàn)差異性,主要原因可能是母鼠雖然性成熟,但是身體其他機能尚未發(fā)育完全,且與母鼠孕期發(fā)育相關[5]；當NIH 小鼠21 d 離乳時,各組離乳數(shù)、離乳仔鼠平均體重和離乳率隨初配日齡增加而增加,且50、60 d 仔鼠離乳數(shù)較產(chǎn)仔數(shù)少1～3 只,與其原因是哺乳期間生長發(fā)育不好的仔鼠會出現(xiàn)自主死亡或被母鼠吃掉[6]；而離乳仔鼠平均體重較70、85 d 組相差1～2.5 g 左右,主要可能是低日齡組母鼠哺乳能力較差,仔鼠發(fā)育不良；各組胎間隔無顯著差異,說明NIH小鼠首次交配日齡對胎間隔影響不大,與KM 鼠繁殖規(guī)律基本相似[7],在不同日齡交配繁殖1～6 胎時,繁殖至第2 胎時就有種鼠死亡,繁殖至第6 胎的種鼠存活比23/30,24/30,27/30,28/30；以上這些結果表明,對NIH 小鼠過早的進行交配,對母鼠繁殖性能、種鼠本身健康和仔鼠正常發(fā)育均有較大影響。 因此,NIH 小鼠首次初配最佳日齡應該在70～85 d 之間。 NIH 小鼠初配日齡與KM 小鼠初配日齡80 ～90 d 相比相差較小[7],與ICR 小鼠初配日齡40～60 d 相比相差較大[8]；NIH 小鼠的初配日齡介于ICR 小鼠與KM 鼠之間。

此外根據(jù)NIH 小鼠6 胎總體繁殖數(shù)據(jù)來看,其中第3 胎在平均產(chǎn)仔數(shù)和離乳率均是最好的,其次為第2 胎,第1 胎繁殖能力較差,繁殖性能不穩(wěn)定,第4～6 胎隨著胎次增加,產(chǎn)仔數(shù)離乳仔鼠均有所減少；其中第6 胎出生和離乳仔鼠平均體重較大,可能是由于其窩產(chǎn)仔數(shù)少,且母鼠帶乳能力隨著胎次增多而增加所導致；由于第1 胎的胎間隔是與初配日的間隔,因此與第2 胎間隔時間較長,其余各胎胎間隔無差異性,各胎胎間隔時間與孫俠、鄺少松等[9-10]報道相一致。 從生產(chǎn)胎數(shù)、產(chǎn)仔數(shù)及離乳率上來看,NIH 小鼠第2、3 胎繁殖性能穩(wěn)定,是涉及生殖相關實驗的最佳選擇；雖然隨著胎數(shù)增加,繁殖能力會逐漸衰減但總體來講NIH 小鼠繁殖性能較強,因此可選擇優(yōu)良NIH 種鼠繁殖至6 胎淘汰。