2018年10月13日
许多治疗方法和基因突变会影响性成熟和生育能力的时间。本方案描述了一种非侵入性方法,用于在性成熟动物中开展生育力研究之前,评估小鼠和大鼠的青春期起始时间。
该方法有助于解答生殖领域中的关键问题,例如如何通过包皮分离、阴道开口以及首次动情周期的确定来判断小鼠和大鼠的青春期起始时间,从而在开展生育力研究之前建立可靠的性成熟指标。该技术的主要优势在于,通过采用文中所示的非侵入性方法确定青春期起始,可对已达到性成熟的动物进行后续跟踪并开展生育力研究。该技术的应用意义延伸至生殖功能障碍的诊断,可用于评估由基因突变或可能影响生殖能力的处理因素(如内分泌干扰物)所导致的生殖缺陷。
尽管该方法可用于评估小鼠的生殖能力,也可应用于其他模式系统,如大鼠和仓鼠。该方法的可视化演示至关重要,因其需要熟练而精细的动物操作技能。正确固定小鼠对于后续清晰识别包皮分离和阴道开口尤为关键。
准备操作区域时,先在桌面上放置一个垫子。然后将一个干净的小鼠笼盖放在垫子上,网格面朝上。接着,在操作区域内放置一台天平。
将一个洁净的 500 至 1000 毫升烧杯放在天平上归零。然后在工作区旁边放置一张纸以记录数据。之后,将小鼠笼具放入工作区。
打开笼子,将笼盖、水瓶和食盒取下并放在桌面上。用手抓住小鼠尾巴,将其放置在干净的笼盖网格上。在持续握住尾巴的同时,让小鼠在笼盖的网格上自由探索。
轻轻向后拉住小鼠尾巴,另一只手靠近其颈部和耳部附近的皮肤。用拇指和食指捏住肩部与颈部之间的松弛皮肤,然后用其余手指抓住背部皮肤,并将小鼠轻压在手掌中固定。
用另一只手轻轻将阴茎周围的皮肤向后推。在包皮分离时,包皮会向后滑动,露出阴茎头。检查完毕后,记录是否存在包皮分离现象。
此后,称量小鼠并记录其体重。然后将烧杯置于笼底上方,让小鼠自行离开烧杯,重新放回饲养笼中。在工作区域放置一个棉球、一个大烧杯和一瓶无菌水。
将无菌水倒入烧杯中。然后,用烧杯中的无菌水润湿棉球,并将其放置在洁净的笼盖旁。将小鼠笼子放在工作区域。
然后抓住小鼠尾根部,将其转移到笼盖上。轻轻牵拉小鼠尾巴,以促使其向前移动。随后,在用三根手指托住其臀部的同时,将尾巴提起。
用湿润的棉球轻轻清洁外阴,然后检查外阴,确定阴道是否完全张开。记录阴道开口是否已经发生。随后称量小鼠体重,并将其放回原饲养笼中。
为每对繁殖小鼠准备一个干净的鼠笼,包括笼盖、水、食物、垫料和筑巢材料。然后在笼卡上填写必要的信息。将准备好的垫料笼放在干净的桌面上,接着缓慢将戴着手套的手伸入鼠笼中,并在笼内停留一段时间。
用戴着手套的手缓慢接近小鼠。当小鼠爬过手时,用拇指和食指夹住其中一只小鼠的尾巴,然后提起小鼠。小鼠可仅由尾巴提起,身体无需支撑,持续时间可达两到三秒。
将小鼠放入准备好的繁殖笼中,确保雄性和雌性小鼠均有食物、水和筑巢材料后,关闭笼子。采用所述方法,研究了两种不同的转基因小鼠模型。杂合子小鼠与对照小鼠的阴道开口和包皮分离均在同一日龄和体重时发生。
相反,条件性敲除雌性和雄性小鼠的阴道开口和包皮分离时间显著延迟,并伴随体重增加。在4.5周龄时,对照组雌性小鼠与条件性敲除小鼠的体重相当,而条件性敲除雄性小鼠的体重略高于对照组。这表明条件性敲除小鼠阴道开口和包皮分离的延迟与体重增长的延迟无关。
在青春期启动完成后,于10至16周龄开始进行生育力研究。雄性和雌性杂合子小鼠均表现为亚生育能力。在为期三个月的研究中,杂合子雌性小鼠产仔窝数较少,且雄性和雌性杂合子小鼠所产每窝仔鼠数量均减少。
为了说明在开展生育力检测前确认青春期启动的重要性,本研究对条件性基因敲除小鼠的生殖能力进行了评估。在为期70天的生育力研究中,条件性基因敲除的雄性和雌性小鼠均未产生任何窝仔。在实施该操作时,重要的是要注意轻柔地处理小鼠,并在接近和操作动物时保持冷静。
完成此操作后,还可采用其他方法,如检测循环性激素水平,以回答更多问题,例如不孕或亚临床不孕是否由睾酮、雌激素、促卵泡激素和黄体生成素水平异常所致。请注意,由于存在被咬伤以及发生过敏反应的风险,操作小鼠可能存在一定危险。为减少暴露风险,在进行该操作时,应始终采取佩戴手套和实验服、小心操作小鼠等预防措施。
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本研究采用一种非侵入性技术评估小鼠和大鼠的青春期启动,从而为性成熟动物后续的生育力研究提供便利。关键发现包括遗传突变对生殖能力的影响,突出显示包皮分离和阴道开口等生理标志物。
对啮齿类动物模型生殖能力进行可靠评估,对于降低早期靶点验证的风险以及理解遗传或药理学干预对下丘脑-垂体-性腺轴的影响至关重要。在开展生育力检测之前确认青春期的启动,可确保所观察到的生殖表型源于干预措施本身,而非发育混杂因素。该实验流程有助于在与药物发现和毒理学研究相关的生殖生物学研究中实现转化连续性并提高预测可信度。
该方法通过在生育力或毒理学研究之前提供生殖成熟度的标准化评估关口,融入了从发现到临床前研究的连续过程。