Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Biology
Click here for the English version

Biology

שיטת גידול יד למרמוסטים לתינוקות

Published: June 9, 2023 doi: 10.3791/65296
Automatic Translation
1,2, 1, 1,2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,2, 1,2, 1,2, 1, 1,3, 1,4, 1,2,4, 1,2,4
1Department of Neurology of the Second Affiliated Hospital and Interdisciplinary Institute of Neuroscience and Technology, School of Medicine, Zhejiang University, 2Key Laboratory of Biomedical Engineering of Ministry of Education, College of Biomedical Engineering and Instrument Science, Zhejiang University, 3Rehabilitation Medicine Center, Rehabilitation & Sports Medicine Research Institute of Zhejiang Province, Department of Rehabilitation Medicine, Zhejiang Provincial People’s Hospital, Affiliated People’s Hospital, Hangzhou Medical College, 4NHC and CAMS Key Laboratory of Medical Neurobiology, MOE Frontier Science Center for Brain Science and Brain-Machine Integration, School of Brain Science and Brain Medicine, Zhejiang University

Summary

כאן אנו מתארים שיטת גידול ידנית לגידול מרמוסטים לתינוקות באינקובטור לבעלי חיים. שיטה זו מגדילה מאוד את שיעור ההישרדות של תינוקות מרמוסט, מה שמספק הזדמנות לחקור את התפתחותם של תינוקות מרמוסט עם רקע גנטי דומה שגדל בסביבות שונות לאחר הלידה.

Abstract

מרמוסט מצוי (שם מדעי: Callithrix jacchus) הוא קוף קטן וחברתי מאוד מהעולם החדש בעל שיעורי רבייה גבוהים, שהוכח כמודל משכנע של פרימטים לא-אנושיים למחקר ביו-רפואי ומדעי המוח. חלק מהנקבות יולדות שלישייה; עם זאת, ההורים אינם יכולים לגדל את כולם. כדי להציל תינוקות אלה, פיתחנו שיטה לגידול ידני לגידול מרמוסטים שזה עתה נולדו. בפרוטוקול זה אנו מתארים את נוסחת המזון, זמן ההאכלה, תצורת הטמפרטורה והלחות, וכן את התאמת התינוקות המגודלים ביד לסביבת המושבה. שיטת גידול ידיים זו מגדילה באופן משמעותי את שיעור ההישרדות של תינוקות מרמוסט (ללא גידול ידיים: 45%; עם גידול ידיים: 86%) ומספקת הזדמנות לחקור את התפתחותם של תינוקות מרמוסט בעלי רקע גנטי דומה שגדלו בסביבות שונות לאחר הלידה. מכיוון שהשיטה מעשית וקלה לשימוש, אנו צופים שניתן יהיה ליישם אותה גם במעבדות אחרות העובדות עם מרמוסטים נפוצים.

Introduction

מרמוסט מצוי (שם מדעי: Callithrix jacchus) הוא קוף עולם חדש קטן וארבורי שמקורו בדרום ומרכז אמריקה. השימוש במרמוסטים במחקר ביו-רפואי גדל במהירות בעשורים האחרונים בשל מספר יתרונות מרכזיים של מרמוסטים בהשוואה לפרימטים לא אנושיים אחרים (NHPs), כולל גודל גופם הקטן יותר, טיפול ורבייה קלים יותר בשבי, זמן הריון קצר יותר, התבגרות מינית מוקדמת יותר וסיכונים זואונוטיים נמוכים יותר 1,2,3,4,5,6 . למרמוסט המצוי מבנה מוח ותפקוד מוחי דומים לבני אדם והוא מציג רפרטואר עשיר של קולות והתנהגות חברתית גבוהה עם רגשות עשירים. זהו מודל NHP משכנע עבור סוגים שונים של מחקרים במדעי המוח, כגון מחקרים על עיבוד חושי 7,8,9,10,11,12,13,14, תקשורת קולית 15,16,17,18,19, מודלים של פגיעה בחוט השדרה 20,21,22,23, מחלת פרקינסון 24,25,26,27,28, ומחלות תלויות גיל 29. בהשוואה ל- NHPs אחרים, למרמוסט הנפוץ יש קצב רבייה גבוה יחסית, מה שעשוי להיות שימושי לשינוי מהונדס30,31,32. פרימט זה נמצא בשימוש נרחב גם בפרמקולוגיה, אנגיוגרפיה ומחקרי פתוגן ומערכת החיסון 33,34,35,36,37,38,39. עם זאת, היצע המרמוסטים נותר מוגבל מאוד, במיוחד בסין, ואינו יכול לענות על הצרכים הגדלים במהירות של המחקר המדעי.

במושבות מרמוסטים מאכילים את בעלי החיים הבוגרים פעם או פעמיים ביום, וכמה מוסדות משנים את תזונתם של מרמוסטים צעירים40. בדרך כלל, מרמוסטים לתינוקות בדרך כלל נאחזים בחוזקה בגוף האב או האחים הגדולים לטיפול יומיומי ונמסרים לאם מספר פעמים ביום לחלב. כמה מרמוסטים נקבות יולדות שלישייה, ובמקרה זה, תינוק אחד או שניים אינם יכולים לשרוד בגלל מחסור בחלב; יתר על כן, חלק מההורים אינם מטפלים בתינוקותיהם משום שהם חסרי ניסיון הנקתי או מסיבות לא ידועות אחרות. זהו הפסד גדול עבור מעבדות רבות. מספר מחקרים דיווחו על שיטות לניהול תזונה של מרמוסטים בוגרים בשבי 40,41,42 תוך שימוש במזונות ופורמולות עם הרכבי אבות מזון, ויטמינים ומינרלים שונים, כמו גם פרוטוקולי הזנה שונים להעשרה (מחית, ג'ל, מטוהר או משומר)2,41. מחקר קודם דיווח על שיטת גידול שיתופית לשלישיית מרמוסט43, שבה מטפלים לוקחים תינוק אחד ביום, מאכילים אותו ביד לאורך כל היום, ומחליפים אותו בשלישייה אחרת למחרת. למרות ששיטה זו מאפשרת לתינוקות לקבל טיפול הורי, היא דורשת מטפל מנוסה שיתפוס את התינוק מגופם של ההורים מדי יום והיא דורשת עבודה רבה. עד כה, אף מחקר לא דיווח על שיטה מפורטת, שלב אחר שלב, לגידול ידיים עבור מרמוסטים שזה עתה נולדו.

מטרת המחקר הנוכחי היא לספק שיטת גידול ידיים למתעניינים בפיתוח מרמוסט אך עם משאבים מוגבלים. בניגוד לשיטת הגידול השיתופי הקודמת43, השיטה הנוכחית היא חלופה הגורמת פחות הפרעה למשפחת התינוק וקלה ללמידה. בהתבסס על כללי ההנקה הבסיסיים ועל 5 שנות עשייה, מאמר זה מתאר שיטת גידול ידנית לגידול מרמוסטים לתינוקות הכוללת את הכנת המזון, לוח זמנים להאכלה, תצורת הטמפרטורה והלחות של אינקובטור בעלי החיים, וכן התאמת חיות התינוקות לסביבת המושבה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

כל הליכי הניסוי אושרו על ידי הוועדה לשימוש וטיפול בבעלי חיים באוניברסיטת ג'ג'יאנג ועקבו אחר הנחיות המכונים הלאומיים לבריאות (NIH).

1. דיור וגידול44

  1. הגדר את חדר המושבה עם מחזור יום / לילה של 12 שעות: 12, הטמפרטורה על 26-28 מעלות צלזיוס, והלחות היחסית על 45%-55%.
  2. זוג מרמוסטים זכרים ונקבות בגיל 2-6 שנים, והחזיקו אותם בכלובים (850 מ"מ x 800 מ"מ x 800 מ"מ) עם מספיק מקום ואוויר צח עם מערכת אוורור 24 שעות.
  3. ספקו קרשי מנוחה, נדנדות, מוטות וערסלים בכלובים.
  4. האכילו את זוג המרמוסטים במים מתוקים וב-30-40 גרם מזון פעמיים ביום, כולל דגני בוקר, ביצים, בטטות, דבש, פירות, ירקות ותולעי ארוחה.
    הערה: וטרינרים ונסיינים חייבים לבדוק את מתקן בעלי החיים לפחות פעם ביום כדי להבטיח שכל אדם חולה מאובחן ומטופל באופן מיידי.

2. הכנה לפני לידת תינוקות המרמוסט

  1. טיפול במרמוסטים בהריון
    הערה: זמן ההתעברות אובחן על ידי מישוש (בדרך כלל 10-20 יום לאחר תחילת התקופה העוברית), והתייחסנו גם להיסטוריה הרבייה של הנבדקים בעלי החיים.
    1. לספק מרחב גדול יותר והפרעה אנושית מינימלית לזוגות הרבייה.
    2. האכילו את זוגות הרבייה במזון נוסף כגון תולעי ארוחה, ביצים, יוגורט ופירות יבשים כדי להבטיח תזונה לנקבות.
    3. טפלו ובדקו לעתים קרובות את המרמוסטים ההרות כדי להתכונן ללידה שלהם.
      הערה: תקופת ההיריון של המרמוסט מוערכת ב 148 ימים ± 4.3 ימים45.
  2. הכינו את הפריטים הבאים: אינקובטור לבעלי חיים (855 מ"מ [רוחב] x 470 מ"מ [L] x 440 מ"מ [H]), רפידות החתלה חד פעמיות (גדלים M/L), מגבונים לתינוקות, צעצועי קטיפה (איור 1A), גלילי צעצוע (איור 1B), מסגרות טיפוס (איור 1B), שמיכות (10 ס"מ х 10 ס"מ, איור 1C) ומשקל אלקטרוני (דיוק של 0.2 גרם, איור 1F).
    הערה: כדי למנוע תלייה של בעלי חיים, צעצועי הקטיפה לא צריכים להיות בעלי מבני לולאה.
  3. הכנת מזון ומכשירי האכלה
    1. הכינו את הפריטים הבאים: פורמולה לתינוקות (מתאימה לגיל 0-12 חודשים), משחת אורז לתינוקות (מתאימה לגיל 0-6 חודשים), קומקום חשמלי, (100 מ"ל), כרית חימום, צלחת שקילה מפלסטיק (80 מ"מ x 80 מ"מ x 22 מ"מ, איור 1D), צינורות צנטריפוגות סטריליות (50 מ"ל), מזרקים סטריליים חד פעמיים (1-5 מ"ל), מזרקים תוך ורידיים (לפטמות הזנה בהתאמה אישית) (איור 1E), ומטושים (80-100 ס"מ).
      הערה: כדי ליצור פטמה להאכלה, חתך נעשה 1 ס"מ מקצה מזרק תוך ורידי המחובר למזרק (איור 1E).
  4. הכנת טופס הקלטה
    1. הכינו טופס, בדרך כלל באורך מספר עמודים, עבור כל מרמוסט לרישום מידע בסיסי כגון שם, תאריך לידה, משקל לידה, הורים, מידע בסיסי אחר שמעניין כגון היקף הראש ואורך הזנב, מידע רבייה כגון תאריך ושעת הרבייה, כמות (מ"ל) צריכת המזון, מצב עשיית הצרכים (כן/לא, קשה/רופף), ואת טמפרטורת האינקובטור ולחות.
      הערה: בדרך כלל, משקל הגוף נמדד ונרשם פעמיים ביום, פעם אחת לפני הארוחה הראשונה ופעם אחת לפני הארוחה האחרונה.

Figure 1
איור 1: תמונות של הפריטים באינקובטור וכלי ההזנה והאביזרים. (א) צעצועי קטיפה; (ב) רולר צעצוע ומסגרות טיפוס; (ג) שמיכה; (ד) כלי שקילה מפלסטיק; (ה) מזרק ומזרק תוך ורידי עם פטמת הזנה בהתאמה אישית; (ו) סולם אלקטרוני; (ז) מטפל בעל ציוד מגן אישי. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

3. הליך גידול ידיים

  1. נקו ועיקרו את החדר לפני תאריך היעד.
    1. רססו חומצה היפוכלורית או 75% אלכוהול אתילי על הרצפה והשולחן, השאירו למשך 30 שניות, ואז נגבו את השולחן ונגבו את הרצפה.
  2. הגדר את הטמפרטורה של האינקובטור ב 35 °C (75 °F) ואת הלחות ב 40%. בדרך כלל, כדי לדמות את דרישת הטמפרטורה הבסיסית של מרמוסטים לתינוקות, כפי שמראה טבלה 1 , לפני היום שלאחר הלידה 14 (P14), שמור על טמפרטורת האינקובטור על 35 מעלות צלזיוס, ומ- P15 ואילך, הורד את הטמפרטורה ב- 0.5 מעלות צלזיוס כל 3 ימים. שמרו על לחות של 40%-45% בתוך האינקובטור, הקרוב ללחות המושבה ושומר על פרוות התינוקות יבשה.
  3. אריח כרית החתלה חד פעמית לכיסוי השלדה של האינקובטור.
  4. כדי למזער את הלחץ של התינוקות, הניחו כמה שמיכות וצעצועי קטיפה באינקובטור לפני הצגת המרמוסטים לתינוקות, אשר נוטים לחקות את המרמוסטים הבוגרים.
    הערה: השמיכות וצעצועי הקטיפה מוכנסים לכלוב הביתי של זוגות הרבייה למשך יום אחד לפני השימוש.
  5. הכניסו את המרמוסטים לתינוקות באינקובטור והניחו אותם על צעצועי הקטיפה ברגע שהם מופרדים מהוריהם בכלוב הביתי.
    הערה: כדי למנוע בידוד חברתי ובהתאם לרווחת בעלי החיים, בדרך כלל, שני תינוקות נבחרים יחד לגידול ידיים.
    1. לבשו ציוד מגן אישי מעוקר (PPE, איור 1G) לפני ההאכלה.
    2. לחמם כמה שמיכות ל 35 °C (75 °F).
    3. החזיקו בעדינות את המרמוסט התינוק עם שמיכות חמות, וקבלו את משקל החיה כמשקל הלידה.
    4. מעבירים את המרמוסט התינוק לאינקובטור עם שמיכות חמות.
    5. קח רשומות, כפי שצוין בשלב 2.4.
  6. ערבבו מרכיבי מזון והאכילו את התינוק במרמוסט.
    1. יש להמיס 5 גרם של פורמולה לתינוקות ב-30 מ"ל של מים רותחים בטמפרטורה של 50°C בצינור צנטריפוגה סטרילי במינון 50 מ"ל.
      הערה: מרמוסטים לתינוקות בגילאים שונים לאחר הלידה זקוקים למתכוני מזון שונים. טבלה 2 כוללת את המינונים השונים של פורמולה לתינוקות, ממרח אורז ומים בגילאים שלאחר הלידה מ-P1 עד P60. המינון הוא בדרך כלל מספיק ליום אחד. ערבבו את המרכיבים לפני הארוחה הראשונה, ואחסנו את שאר המזון במקרר בטמפרטורה של 4°C. מחממים את המזון ל 30-35 מעלות צלזיוס לכל ארוחה.
    2. קח 1 מ"ל של מזון עם מזרק 1 מ"ל, ומכסה את המזרק עם פטמת האכלה בהתאמה אישית.
      הערה: בחר מזרק בגודל הנכון, תוך הפניה לטבלה 2.
    3. שמור על טמפרטורת המזון על 30-35 מעלות צלזיוס עם כרית החימום.
    4. חממו את הידיים לפני ההאכלה, והחזיקו בעדינות את המרמוסט התינוק עם שמיכה חמה ביד אחת באינקובטור.
    5. הכניסו את פטמת ההאכלה לפיו של המרמוסט התינוק בזמן שראשו של המרמוסט התינוק מוחזק ברכות עם האגודל והאצבע המורה של היד האוחזת של המטפלת, ודחפו לאט לאט את האוכל מהמזרק במהירות קבועה.
      הערה: לעולם אל תדחפו את המזון מהר יותר מאשר המרמוסט התינוק בולע. דחיפה מהירה עלולה לגרום לחנק, כאשר מזון יוצא מהאף דרך הגרון. זה יכול לגרום למחלות כגון דלקת ריאות, אשר יכול אפילו להוביל למוות. אם המזון עולה על גדותיו, המרמוסט התינוק ייאבק. בכל פעם שזה קורה, הפסיקו להאכיל ונגבו את האוכל מעל פני החיה בזהירות. המשיכו להאכיל לאחר שהמרמוסט מתחיל להתנהג כרגיל.
  7. לאחר מרמוסט התינוק צורכת כמות נאותה של מזון, לנגב את פי הטבעת שלה עם מטוש עם מים חמים, אשר גם מנקה את פי הטבעת ומקדם את הצרכים.
  8. התבונן בחיה במשך כמה דקות, ולבדוק את התנועה ואת הצרכים של החיה.
  9. רשום את זמן ההאכלה, כמות (מ"ל) של צריכת המזון, מצב עשיית הצרכים (כן/לא, קשה/רופף), ואת טמפרטורת האינקובטור והלחות.
    הערה: עטפו את המרמוסט של התינוק בשמיכות חמות במהלך השקילה כדי למנוע מהתינוק להתקרר או להיפצע.
  10. שמרו על שלדת האינקובטור נקייה על ידי איסוף צואה מוצקה או החלפה לכרית החתלה חד פעמית חדשה.
  11. לפני P50, יש להאכיל את התינוק במרמוסט לפי שלבים 3.3-3.7, ולהשתמש במינון של מרכיבי המזון ובזמן ההאכלה ובתדירות המוצגים בטבלה 2.
  12. מ-P50 ואילך, המרמוסט התינוק מוכן בדרך כלל לאכילה מרצון.
    1. השתמשו בכלי שקילה מפלסטיק במקום מזרקים. להכין את האוכל על ידי ערבוב מרכיבי מזון ישירות בצלחת; עיין בטבלה 2 לקבלת הסכומים.
    2. מכניסים את צלחת המזון לאינקובטור, ומתקנים את התחתית למקרה שהיא תתהפך. התבוננו במשך מספר דקות כדי לוודא שהמרמוסטים לתינוקות אוכלים את האוכל. בפעמים הראשונות, הדריכו את בעל החיים לאכול מרצונו על ידי פיתוי בעל החיים לצלחת המזון והכוונת פיו לגעת במזון מספר פעמים.
      הערה: לעולם אל תתנו לאף של בעל החיים לגעת באוכל. בדרך כלל, החיה לומדת לאכול מרצון ביום אחד.

4. התאקלמות לפני חזרת המרמוסטים הפעוטים למושבה

הערה: בדרך כלל, גידול היד מסתיים כאשר המרמוסטים לתינוקות לומדים לאכול בעצמם. ישנם מספר הליכי הסתגלות שיש לבצע לפני החזרתם לכלוב הביתי במושבת המרמוסט.

  1. העבירו את המרמוסטים הפעוטים מאינקובטור בעלי החיים לכלובים קטנים (45 ס"מ x 45 ס"מ x 40 ס"מ), הדומים לכלוב ציפורים. תלו בקבוק מים (50 מ"ל) על כל כלוב קטן.
  2. מעבירים את הכלובים הקטנים עם המרמוסטים לתינוקות למושבה, וממקמים אותם קרוב לכלוב המשפחתי.
  3. להאכיל את המרמוסטים התינוק בנפרד עם צלחת שקילה פלסטיק במשך שבוע אחד, ערבוב המזון על פי המתכונים היומיים שהוכנו עבור המושבה כולה.
  4. ערכו רישום של משקל הגוף ומצב עשיית הצרכים פעם ביום.

5. מרמוסטים תינוקות חוזרים לכלוב המשפחתי

הערה: לאחר שהייה בכלוב הקטן במשך 7-10 ימים, המרמוסטים הפעוטים בדרך כלל מסתגלים היטב לסביבת המושבה ואינם מפגינים יותר חרדה.

  1. החזירו את המרמוסטים לתינוקות לכלוב המשפחתי בבוקר.
  2. התבוננו בבעלי החיים במשך 15 דקות לפחות כדי לוודא שאין נשיכות, מריבות או מרדפים בין בני המשפחה לבין המצטרפים החדשים.
    הערה: אם מתרחשות נשיכות, ריבים או מרדפים, יש להפריד את התינוק מהאחרים בהקדם האפשרי; ולנסות להחזיר את התינוק למשפחתו פעם נוספת ביום אחר. אם הכשל מתרחש שוב, בחר משפחה אחרת כדי לטפח אותו. הקבוצות המשפחתיות בעלות ניסיון הורי עשיר הן הבחירה הראשונה לאומנה. שים צעצוע קטיפה בכלוב חדש כדי ללוות את הקוף התינוק אם אף משפחה לא מקבלת את זה.
  3. הפסיקו להאכיל את התינוקות במרמוסטים בנפרד, והתחילו להאכיל אותם באמצעות התזונה למושבה.
  4. שימו לב לפעילות המרמוסטים של התינוק במשך שבוע לאחר חזרתם לכלוב המשפחתי.
  5. למדוד את משקל הגוף של מרמוסטים התינוק כל 2 ימים, ולעשות שיא. אם הם יורדים במשקל, האכילו אותם במזון מזין נוסף על ידי מזרק בכלוב המשפחתי.
  6. לספק טיפול יומיומי למרמוסטים התינוקות, כמו למרמוסטים במושבה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

משקל הגוף הוא מדד מפתח להתפתחות הגוף של בעלי חיים והוא משמש כאינדיקטור למצב הבריאותי של המרמוסטים בפרוטוקול זה. בעבודה זו, משקלי הגוף של בעלי החיים שגודלו ביד עלו בהדרגה עם הגיל (איור 2A, n = 16), בדומה למשקלים של תינוקות שזה עתה נולדו במחקר קודם46. כדי למזער את ההפרעה למשפחות המקננות במושבה, לא שקלנו את המרמוסטים הפעוטים במושבה מדי יום. קיבלנו את המשקלים של בעלי החיים שגודלו על ידי ההורים חודש לאחר הלידה ומאוחר יותר, והם הושוו למשקלים של התינוקות שגודלו ביד באותם גילאים. לא נמצאו הבדלים משמעותיים במשקל הגוף בין התינוקות שגודלו על ידי ההורים לבין התינוקות שגודלו ביד (P30, קבוצת גידול ידיים, 52.25 גרם ± 2.10 גרם, n = 18; קבוצת מושבה, 57.34 גרם ± 2.77 גרם, n = 7; t = −1.3417, P = 0.1928; P60, קבוצת גידול ידיים, 91.76 גרם ± 3.44 גרם, קבוצת מושבה, 93.06 גרם ± 4.68 גרם; t= −0.2019, P = 0.8424; מבחן t של תלמיד) (איור 2B).

Figure 2
איור 2: משקלי הגוף של המרמוסטים של התינוקות שגודלו ביד ושל אלה שגודלו על-ידי ההורים במושבה . (A) משקל הגוף של כל תינוק שגודל ביד. הקווים האפורים מציינים משקלי גוף בודדים, והעקומה הכתומה מציינת את ממוצע האוכלוסייה. (B) השוואת משקל הגוף בין תינוקות שגודלו ביד (כתום) לתינוקות שגדלו על ידי הוריהם (ירוק) ב-P30 וב-P60. העיגולים האפורים מייצגים יחידים. הנתונים מוצגים כ- Mean ± SEM. ns לא מצביעים על הבדל משמעותי. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

טבלה 1. תצורת הטמפרטורה באינקובטור בעלי החיים. אנא לחץ כאן כדי להוריד טבלה זו.

טבלה 2: מתכוני האכלה. העמודות תחת "רכיבי מזון" מציינות את מתכון החלב ליום אחד. לדוגמה, בימים שלאחר הלידה 1-14, אנו מערבבים 5 גרם של אבקת חלב לתינוקות ו 30 מ"ל מים לפני הארוחה הראשונה ולקחת 0.5-1.5 מ"ל של חלב זה בכל פעם להאכלה. המינונים של "אבקת חלב לתינוקות" ו"ממרח אורז" הם עבור צורות אבקה. אנא לחץ כאן כדי להוריד טבלה זו.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

המרמוסט הנפוץ הוא מודל NHP שימושי מאוד למחקר ביו-רפואי ומדעי המוח. עם זאת, משאבי המרמוסט מוגבלים מכדי לענות על הצרכים הגדלים במהירות. בעבודה זו פיתחנו שיטת גידול ידיים שלא רק מגדילה את שיעור ההישרדות של תינוקות מרמוסט אלא גם מספקת הזדמנות לחקור את התפתחותם לאחר הלידה. שיטת גידול ידנית זו היא מעשית וקלה ללמידה ולכן היא ישימה בקלות במעבדות אחרות העובדות עם מרמוסטים נפוצים.

כמה פגמים מולדים מתפתחים בדרך כלל בשבועיים הראשונים לחיים. עד כה זיהינו מספר מקרים של מרמוסטים שזה עתה נולדו עם מומים מולדים בעפעף, בריאה, במעי ובמוח, והם שורדים רק לעתים רחוקות עד P14. לכן, P1-14 היא תקופה קריטית לסינון מרמוסטים בריאים לתינוקות שניתן לגדל בשיטת גידול היד. בנוסף, אם מרמוסטים תינוקות נשמטים מגוף הוריהם עקב רשלנות או מחסור בחלב, הם לא יכולים לשרוד. לפיכך, שיטת גידול היד מסייעת להציל את חייהם. בעבודה זו, ללא גידול ידיים, שיעור ההישרדות היה 45% (n = 13/29), והוא עלה ל 86% (n = 25/29) לאחר שיישמנו את שיטת גידול היד.

ישנן מספר נקודות קריטיות שיש לשים לב אליהן. על המטפלים להיות סבלניים במהלך ההאכלה; דחיפת המזרק מהר מדי אינה טובה, שכן היא אינה מאפשרת למרמוסטים התינוק לבלוע, מה שעלול להוביל לחנק או לאילאוס ובכך לפגוע במערכת הנשימה או במערכת העיכול של בעלי החיים. המטפלים חייבים להיות עדינים ושקטים במהלך ההאכלה כדי למזער את הלחץ לבעלי החיים, מכיוון שלחץ עלול להשפיע באופן משמעותי על מיקרוביום המעי והוא קשור לשלשול כרוני במרמוסטים47,48. במהלך גידול היד, כל האנשים ליד המרמוסטים של התינוק צריכים להתנהג בעדינות לאורך כל הדרך. לפעמים, פתיחת דלת האינקובטור במהירות משמיעה קולות רמים פתאומיים, שיכולים להפחיד את התינוקות ולהוביל לתגובת לחץ.

משקל הגוף של בעלי החיים חייב להיות מנוטר מדי יום, כי משקל הגוף הוא אינדיקטור מרכזי למצב הבריאותי של החיה. תת-האכלה, האכלת יתר, תת-תזונה או דיספפסיה יכולים להיות מזוהים במהירות על ידי שינוי במשקל הגוף. בעבר דווח כי מרמוסטים עם משקל גוף נמוך נוטים יותר למחלות עצם ומערכת העיכול בו זמנית49. באופן כללי, משקל הגוף של המרמוסטים לתינוקות נשאר קבוע בשלב P1-5 וגדל בהדרגה ב 1-4 גרם ליום בעת שימוש בשיטת גידול היד. מ-P5 ואילך, אם לא נצפתה עלייה או ירידה הדרגתית במשקל הגוף במשך יומיים, על המטפלים להיות ערניים ולבדוק את מרכיבי המזון, כמו גם את טמפרטורת הגוף ואת מצב ההפרשה של בעלי החיים. כדאי להוסיף פרוביוטיקה במקרה זה.

אין צורך להאכיל את בעלי החיים לילה. ניסינו להאכיל את המרמוסטים של התינוק כל שעתיים עד 4 שעות מסביב לשעון ומצאנו שזה לא מקדם את גדילת המרמוסטים של התינוק (הנתונים לא מוצגים). היעדר פעילות גופנית מספקת או האכלת יתר עלולים לגרום לתסמונות מטבוליות, כגון השמנת יתר, אשר נקשרה לדיסליפידמיה, שינויים במטבוליזם של גלוקוז ותנגודת לאינסולין במרמוסטים50,51,52. יש לשמור על חום התינוקות במהלך האכלה ושקילה, במיוחד בימים הראשונים לאחר הלידה. גילינו שתינוק אחד סבל משלשולים לאחר שהצטנן; שלשול מחליש במהירות את חיוניות החיה ומקטין את משקל הגוף.

חוזק האחיזה וטמפרטורת הגוף הם האינדיקטורים העיקריים למצב הבריאותי של מרמוסטים תינוקות, ויש לעקוב אחריהם בקפידה. בכל פעם שמאכילים מרמוסט תינוק, הוא אוחז בשמיכה או באצבע המאכיל. כוח האחיזה נחלש בדרך כלל כאשר בעל החיים סובל משלשולים. ברגע שזה קורה, יש להוסיף פרוביוטיקה בגודל אפונה למזון ולהאכיל את התינוק המושפע במשך 3 ימים עד השלשול נעלם. אם השלשול נמשך מעל 3 ימים, יש להוסיף אבקת מונטמורילוניט במקום פרוביוטיקה. לעומת זאת, אם התינוק סובל מעצירות, יש לנגב בעדינות את פי הטבעת שלו עם מטוש טבול במים חמים כדי לקדם את עשיית הצרכים, ויש להשתמש בלקטולוז במידת הצורך. בנוסף, טמפרטורת הגוף של מרמוסט התינוק הוא בדרך כלל גבוה יותר מזה של בני אדם. אם הטמפרטורה של בעל החיים נמוכה מהרגיל, מה שקשור לעתים קרובות לחוזק אחיזה מוחלש, יש לעקוב מקרוב אחר התנהגות בעל החיים ולהתאים את ההאכלה בהתאם.

כאשר המרמוסטים הפעוטים מתחילים לטפס, יש לספק להם מסגרות טיפוס וגלילי צעצוע באינקובטור תחת פיקוחו של המגדל. בעלי החיים מורשים להתאמן בטיפוס לפני ואחרי כל ארוחה החל מ-P25 ואילך. ב P50, מרמוסטים התינוק יכול לטפס ולקפוץ היטב, וזה תנאי מוקדם לאכילה מרצון. מרמוסטים לתינוקות אוהבים לחרוק שיניים על ידי נשיכת שמיכות, צעצועי קטיפה או רפידות החתלה חד פעמיות, אך אלה עלולים ליצור לולאות קטנות המאיימות על חייהם עקב חנק עצמי. לפיכך, חתיכות קרועות חוט יש לנקות מיד כדי למנוע פציעות או מוות.

לעיתים, ניתן לשנות מעט את הליך ההאכלה בשל הבדלים בתיאבון, בחיוניות ובתנאי הסביבה. אם מרמוסט תינוקות חזק מספיק, הוא כנראה יתחיל להתאמן בטיפוס לפני P25, ילמד אכילה מרצון לפני P50, ואפילו יחזור למשפחה לפני P60. בינתיים, אנו מורידים את הטמפרטורה ב -0.5 מעלות צלזיוס באינקובטור כל יום או כל יומיים, כך שמרמוסט התינוק יכול להסתגל לאותה טמפרטורה כמו במושבה לפני שהוא בסופו של דבר חוזר לכלוב. אם למרמוסט תינוקות יש תיאבון ירוד לתקופה מסוימת, יש לספק פחות מזון לארוחה אך בתדירות גבוהה יותר ליום, ויש לשמור על האינקובטור חם יותר מהמושבה למשך זמן רב יותר. במחקר הנוכחי, 88.9% (n = 16/18) מהתינוקות התקבלו בהצלחה על ידי ההורים הביולוגיים, 11.1% (n = 2/18) אומנו על ידי משפחות אחרות, ואף אחד מהם לא נדחה.

חקר מרמוסטים צעירים עם מבנים משפחתיים שונים מגלה הבדלים בהתפתחותם החברתית והנפשית; ואכן, אינטראקציות חברתיות בין הורים לילדים ובין בני גילם במהלך ההתפתחות עשויות לפסל את תפקוד המוח החברתי53,54,55. לכן, הבחירה בבעל חיים אחד או שניים לגידול ידני תלויה במטרות הניסוי. המעבדה שלנו בדרך כלל מגדלת ביד שני תינוקות, במידת האפשר, כדי לעמוד בדרישות רווחת בעלי החיים ולעזור לתינוקות רבים יותר לשרוד. שיטת הגידול השיתופית לשלישיות מרמוסט43 היא גם בחירה טובה. מרמוסטים בגידול ידני עם אינטראקציות הוריות מוגבלות עשויים שלא להתאים לניסויים לחקר התנהגות חברתית.

לסיכום, שיטת גידול היד במחקר הנוכחי מספקת הוראות כיצד להאכיל מרמוסטים לתינוקות מ-P1 עד P60. עם פרוטוקול זה, לוקח ~ 15 דקות למגדל בעלי-חיים מנוסה להאכיל ידנית מרמוסט תינוק אחד. הפעולה המוצלחת תלויה במספר גורמים, כולל הטמפרטורה הנכונה של המזון והסביבה, זמן ההאכלה והטכניקה, והפרשת בעלי החיים לאחר הארוחות. שיטה זו אפשרית וקלה ללמידה. זה כבר אופטימיזציה מתמדת עם 5 שנים של תרגול. שיטה זו עשויה להיות מיושמת במעבדות אחרות העובדות עם מרמוסטים נפוצים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

למחברים אין ניגודי עניינים לחשוף.

Acknowledgments

המחברים רוצים להודות למינג-שואן לי על עריכת הדקדוק והליטוש של הגרסה המוקדמת של כתב היד הזה. עבודה זו נתמכה על ידי הקרן למדעי הטבע של פרובינציית ג'ג'יאנג של סין (LD22H090003); הקרן למדעי הטבע של סין (32170991 ו-32071097), פרויקטים STI2030-גדולים 2021ZD0204100 (2021ZD0204101) ו-2022ZD0205000 (2022ZD0205003); ומרכז MOE Frontier Science Center for Brain Science & Brain-Machine Integration, אוניברסיטת ג'ג'יאנג.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
animal incubator RCOM, Korea MX - BL600N, 855 mm (W) x 470 mm (L) x 440 mm (H)
baby milk powder Meadjohnson, America suitable for 0-12 months of age, executive standard - GB25596
baby rice paste HEINZ, China suitable for 0-6 months of age, executive standard - GB10769
baby wipes babycare, China soft
beaker ShuNiu, China 100 mL
blankets Grace, China 10 cm × 10 cm, soft
climbing frame WowWee, China firm and no small circular structures
disposable diaper pads Hi Health Pet, China either M or L size
disposable sterile syringe Cofoe, China 1 mL, 2.5 mL, 3 mL, 5 mL, 10 mL
electronic scale YouSheng, China measuring range from 0 to 6,000 g with precision of 0.2 g
intravenous injector HD, China 0.55 mm x 20 mm needle
kettle FGA, China warm-keeping kettle 1,500 mL
lactulose BELCOL, China to solve constipation
plastic weighing dish SKSLAB, China 80 mm x 80 mm x 22 mm, used as a bowl
plush toy Lebiyou, China soft
probiotic powder G-Pet, China to regulate gastrointestinal environment
sterile centrifuge tube NEST, China 50 mL
swab OYEAH, China 80 - 100 mm
toy roller WowWee, China firm and no small circular structures

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Miller, C. T., et al. Marmosets: A neuroscientific model of human social behavior. Neuron. 90 (2), 219-233 (2016).
  2. Ross, C. N., Colman, R., Power, M., Tardif, S. Marmoset metabolism, nutrition, and obesity. ILAR Journal. 61 (2-3), 179-187 (2020).
  3. Kishi, N., Sato, K., Sasaki, E., Okano, H. Common marmoset as a new model animal for neuroscience research and genome editing technology. Development, Growth & Differentiation. 56 (1), 53-62 (2014).
  4. Prins, N. W., et al. Common marmoset (Callithrix jacchus) as a primate model for behavioral neuroscience studies. Journal of Neuroscience Methods. 284, 35-46 (2017).
  5. Tokuno, H., Watson, C., Roberts, A., Sasaki, E., Okano, H. Marmoset neuroscience. Neuroscience Research. 93, 1-2 (2015).
  6. Hodges, J. K., Henderson, C., Hearn, J. P. Relationship between ovarian and placental steroid production during early pregnancy in the marmoset monkey (Callithrix jacchus). Journal of Reproduction and Fertility. 69 (2), 613-621 (1983).
  7. Troilo, D., Judge, S. J. Ocular development and visual deprivation myopia in the common marmoset (Callithrix jacchus). Vision Research. 33 (10), 1311-1324 (1993).
  8. Mitchell, J. F., Leopold, D. A. The marmoset monkey as a model for visual neuroscience. Neuroscience Research. 93, 20-46 (2015).
  9. Hung, C. C., et al. Functional MRI of visual responses in the awake, behaving marmoset. NeuroImage. 120, 1-11 (2015).
  10. Gao, L., Kostlan, K., Wang, Y., Wang, X. Distinct subthreshold mechanisms underlying rate-coding principles in primate auditory cortex. Neuron. 91 (4), 905-919 (2016).
  11. Gao, L., Wang, X. Subthreshold activity underlying the diversity and selectivity of the primary auditory cortex studied by intracellular recordings in awake marmosets. Cerebral Cortex. 29 (3), 994-1005 (2019).
  12. Gao, L., Wang, X. Intracellular neuronal recording in awake nonhuman primates. Nature Protocols. 15, 3615-3631 (2020).
  13. Wang, X., et al. Corticofugal modulation of temporal and rate representations in the inferior colliculus of the awake marmoset. Cerebral Cortex. 32 (18), 4080-4097 (2022).
  14. Wang, X., et al. Selective corticofugal modulation on sound processing in auditory thalamus of awake marmosets. Cerebral Cortex. 33 (7), 3372-3386 (2022).
  15. Kajikawa, Y., et al. Coding of FM sweep trains and twitter calls in area CM of marmoset auditory cortex. Hearing Research. 239 (1-2), 107-125 (2008).
  16. Choi, D., Bruderer, A. G., Werker, J. F., et al. Sensorimotor influences on speech perception in pre-babbling infants: Replication and extension of Bruderer et al. Psychonomic Bulletin & Review. 26 (4), 1388-1399 (2019).
  17. Eliades, S. J., Miller, C. T. Marmoset vocal communication: Behavior and neurobiology. Developmental Neurobiology. 77 (3), 286-299 (2017).
  18. Roy, S., Zhao, L., Wang, X. Distinct neural activities in premotor cortex during natural vocal behaviors in a New World primate, the common marmoset (Callithrix jacchus). Journal of Neuroscience. 36 (48), 12168-12179 (2016).
  19. Simões, C. S., et al. Activation of frontal neocortical areas by vocal production in marmosets. Frontiers in Integrative Neuroscience. 4, 123 (2010).
  20. Iwanami, A., et al. Transplantation of human neural stem cells for spinal cord injury in primates. Journal of Neuroscience Research. 80 (2), 182-190 (2005).
  21. Schorscher-Petcu, A., Dupré, A., Tribollet, E. Distribution of vasopressin and oxytocin binding sites in the brain and upper spinal cord of the common marmoset. Neuroscience Letters. 461 (3), 217-222 (2009).
  22. Bowes, C., Burish, M., Cerkevich, C., Kaas, J. Patterns of cortical reorganization in the adult marmoset after a cervical spinal cord injury. Journal of Comparative Neurology. 521 (15), 3451-3463 (2013).
  23. Kondo, T., et al. Histological and electrophysiological analysis of the corticospinal pathway to forelimb motoneurons in common marmosets. Neuroscience Research. 98, 35-44 (2015).
  24. Nash, J. E., et al. Antiparkinsonian actions of ifenprodil in the MPTP-lesioned marmoset model of Parkinson's disease. Experimental Neurology. 165 (1), 136-142 (2000).
  25. van Vliet, S. A., et al. Neuroprotective effects of modafinil in a marmoset Parkinson model: Behavioral and neurochemical aspects. Behavioural Pharmacology. 17 (5-6), 453-462 (2006).
  26. van Vliet, S. A., Vanwersch, R. A., Jongsma, M. J., Olivier, B., Philippens, I. H. Therapeutic effects of Delta9-THC and modafinil in a marmoset Parkinson model. European Neuropsychopharmacology. 18 (5), 383-389 (2008).
  27. Philippens, I. H., t Hart, B. A., Torres, G. The MPTP marmoset model of parkinsonism: a multi-purpose non-human primate model for neurodegenerative diseases. Drug Discovery Today. 15 (23-24), 985-990 (2010).
  28. Santana, M. B., et al. Spinal cord stimulation alleviates motor deficits in a primate model of Parkinson disease. Neuron. 84 (4), 716-722 (2014).
  29. Tardif, S. D., Mansfield, K. G., Ratnam, R., Ross, C. N., Ziegler, T. E. The marmoset as a model of aging and age-related diseases. ILAR Journal. 52 (1), 54-65 (2011).
  30. Sasaki, E., et al. Generation of transgenic non-human primates with germline transmission. Nature. 459, 523-527 (2009).
  31. Sasaki, E. Prospects for genetically modified non-human primate models, including the common marmoset. Neuroscience Research. 93, 110-115 (2015).
  32. Park, J. E., Sasaki, E. Assisted reproductive techniques and genetic manipulation in the common marmoset. ILAR Journal. 61 (2-3), 286-303 (2020).
  33. Smith, D., Trennery, P., Farningham, D., Klapwijk, J. The selection of marmoset monkeys (Callithrix jacchus) in pharmaceutical toxicology. Laboratory Animals. 35 (2), 117-130 (2001).
  34. Smith, T. E., Tomlinson, A. J., Mlotkiewicz, J. A., Abbott, D. H. Female marmoset monkeys (Callithrix jacchus) can be identified from the chemical composition of their scent marks. Chemical Senses. 26 (5), 449-458 (2001).
  35. Jagessar, S. A., et al. Induction of progressive demyelinating autoimmune encephalomyelitis in common marmoset monkeys using MOG34-56 peptide in incomplete freund adjuvant. Journal of Neuropathology and Experimental Neurology. 69 (4), 372-385 (2010).
  36. Kap, Y. S., Laman, J. D., 't Hart, B. A. Experimental autoimmune encephalomyelitis in the common marmoset, a bridge between rodent EAE and multiple sclerosis for immunotherapy development. Journal of Neuroimmune Pharmacology. 5 (2), 220-230 (2010).
  37. Carrion, R., Patterson, J. L. An animal model that reflects human disease: The common marmoset (Callithrix jacchus). Current Opinion in Virology. 2 (3), 357-362 (2012).
  38. Jagessar, S. A., et al. Overview of models, methods, and reagents developed for translational autoimmunity research in the common marmoset (Callithrix jacchus). Experimental Animals. 62 (3), 159-171 (2013).
  39. Feng, Z., et al. Biologically excretable aggregation-induced emission dots for visualizing through the marmosets intravitally: Horizons in future clinical nanomedicine. Advanced Materials. 33 (17), 2008123 (2021).
  40. Goodroe, A., et al. Current practices in nutrition management and disease incidence of common marmosets (Callithrix jacchus). Journal of Medical Primatology. 50 (3), 164-175 (2021).
  41. Power, M. L., Koutsos, L. Chapter 4 - Marmoset nutrition and dietary husbandry. The Common Marmoset in Captivity and Biomedical Research. Marini, R., Wachtman, L., Tardif, S., Mansfield, K., Fox, J. , Academic Press. Cambridge, MA. 63-76 (2019).
  42. Gore, M. A., et al. Callitrichid nutrition and food sensitivity. Journal of Medical Primatology. 30 (3), 179-184 (2001).
  43. Hearn, J. P., Burden, F. J. Collaborative' rearing of marmoset triplets. Laboratory Animals. 13 (2), 131-133 (1979).
  44. Cao, X., et al. Effect of a high estrogen level in early pregnancy on the development and behavior of marmoset offspring. ACS Omega. 7 (41), 36175-36183 (2022).
  45. Watakabe, A., et al. Application of viral vectors to the study of neural connectivities and neural circuits in the marmoset brain. Developmental Neurobiology. 77 (3), 354-372 (2017).
  46. Takahashi, D. Y., et al. The developmental dynamics of marmoset monkey vocal production. Science. 349 (6249), 734-738 (2015).
  47. Malukiewicz, J., et al. The gut microbiome of exudivorous marmosets in the wild and captivity. Scientific Reports. 12 (1), 5049 (2022).
  48. Shigeno, Y., et al. Comparison of gut microbiota composition between laboratory-bred marmosets (Callithrix jacchus) with chronic diarrhea and healthy animals using terminal restriction fragment length polymorphism analysis. Microbiology and Immunology. 62 (11), 702-710 (2018).
  49. Baxter, V. K., et al. Serum albumin and body weight as biomarkers for the antemortem identification of bone and gastrointestinal disease in the common marmoset. PLoS One. 8 (12), e82747 (2013).
  50. Tardif, S. D., et al. Characterization of obese phenotypes in a small nonhuman primate, the common marmoset (Callithrix jacchus). Obesity. 17 (8), 1499-1505 (2009).
  51. Wachtman, L. M., et al. Differential contribution of dietary fat and monosaccharide to metabolic syndrome in the common marmoset (Callithrix jacchus). Obesity. 19 (6), 1145-1156 (2011).
  52. Power, M. L., Ross, C. N., Schulkin, J., Ziegler, T. E., Tardif, S. D. Metabolic consequences of the early onset of obesity in common marmoset monkeys. Obesity. 21 (12), E592-E598 (2013).
  53. Shimizu, K., et al. Peer-social response in 4 juvenile marmosets represented the emotional development traits depending on family structure. Neuroscience Research. 65, S244 (2009).
  54. Schultz-Darken, N., Braun, K. M., Emborg, M. E. Neurobehavioral development of common marmoset monkeys. Developmental Psychobiology. 58 (2), 141-158 (2016).
  55. Gultekin, Y. B., Hage, S. R. Limiting parental feedback disrupts vocal development in marmoset monkeys. Nature Communications. 8, 14046 (2017).

Tags

שיטת גידול יד מרמוסטים לתינוקות מרמוסט מצוי מודל פרימטים לא אנושיים מחקר ביו-רפואי מחקר מדעי המוח תינוקות שגודלו ביד שיעור הישרדות פורמולה של המזון זמן האכלה תצורת טמפרטורה תצורת לחות הסתגלות סביבת המושבה רקע גנטי סביבות לאחר הלידה
שיטת גידול יד למרמוסטים לתינוקות
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Sun, H., Li, R., Lin, Y., Cao, X.,… More

Sun, H., Li, R., Lin, Y., Cao, X., Fan, L., Sun, G., Xie, M., Zhu, L., Yu, C., Cai, R., Lyu, C., Wang, X., Zhang, Y., Bai, S., Qi, R., Tang, B., Jia, G., Li, X., Gao, L. Hand-Rearing Method for Infant Marmosets. J. Vis. Exp. (196), e65296, doi:10.3791/65296 (2023).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter