RSS订阅

实验动物

您现在的位置:首页>研究进展>实验动物

小鼠研究院丨濒危小鼠拯救技术—辅助生殖

2020年09月25日 浏览量: 评论(0) 来源:集萃药康 作者:集萃药康 责任编辑:admin
摘要:在实验的过程中,由于饲养或繁育不当,导致模型小鼠出现雄鼠不育、雌鼠不孕的时候该怎么办呢?没关系,用于拯救濒危品系的辅助生殖技术可以解决这个问题。

随着医药健康研究的不断深入发展,具有特定表型或疾病的模型小鼠在人类疾病研究和药物研发方面的应用越来越广泛。各种特定的模型小鼠通常是花费了大量的人力物力财力,经过基因编辑技术对基因组进行修饰得来。换句话说,模型小鼠很珍贵!然而,若在实验的过程中,由于饲养或繁育不当,导致模型小鼠出现雄鼠不育、雌鼠不孕的时候该怎么办呢?没关系,用于拯救濒危品系的辅助生殖技术可以解决这个问题。

对于雄鼠

若您的品系仅剩雄鼠,通常会有三种情况:雄鼠处于生育年龄,精子活力正常;雄鼠因年老或疾病,精子活力差或精子密度极低;雄鼠还未性成熟,无法产生成熟精子。针对这三种情况,分别有不同的拯救方式。

雄鼠处于生育年龄,精子活力正常

雄鼠的最佳生育年龄为3-6月龄,这个阶段的雄鼠可采用体外受精(In vitro fertilization,IVF)的方式挽救[1],是指将精子从雄鼠的体内取出,在外界使其与卵子结合受精,再将2-cell受精卵移植到母体子宫内发育成胎儿。

图1.体外受精的流程

根据品系或背景的不同,超排供体鼠的选择周龄和超排方式不尽相同,常规以C57BL/6JGpt和C57BL/6NGpt为背景的品系通常是3-4周,方式是先腹腔注射孕马血清促性腺激素(Pregnant Mare SerumGonadotropin,PMSG)促进卵泡成熟,48小时后注射人绒毛膜促性腺激素(Human Chorionic Gonadotrophin,HCG)诱导供体鼠排卵。

雄鼠因年老或疾病,精子活力差或精子密度极低

精子活力差或多次体外受精仍无法使卵子受精的雄鼠,可以采用单精子卵胞浆显微注射(Intracytoplasmicsperm injection,ICSI)的方式拯救,单精注射是使用显微操作技术将单个去掉尾巴的精子头部注射到卵细胞胞浆内,使卵子受精,再将受精卵放回母体子宫内发育成胎儿。

图2.单精子卵胞浆显微注射流程[2]

注:(A,B)从精子的尾巴开始将精子吸入注射针;(C)压电脉冲分离精子的头部和尾部;(D,E)多个精子头部被按顺序吸入注射针内;(F)用固定针固定卵母细胞并准备好注射针准备注射;(G,H)注射针推进透明带形成一个透明带柱,随后透明带柱被推到卵黄膜周边;(I,J)继续将注射针推入卵母细胞.;(K)注射针的压电脉冲刺穿卵母细胞质膜;(L) 将精子头部注射入卵母细胞质;(M)随后撤出注射针

该过程也涉及供体鼠的超排(与体外受精供体鼠超排一致)、卵子和单精子的获取,但略过了精子获能和精卵自然融合的步骤,且精子的形态和浓度对受精均无影响,只要有完整的成熟精子头部并保留有完整的遗传物质,即可受精,非常适用于精子活力低下或精卵结合异常的品系。

雄鼠还未性成熟,无法产生成熟精子

雄鼠精子还未成熟时,称为精子细胞,呈圆形。这种情况下可以采用圆形精子注射(Round Spermatid Injection, ROSI)的方式来挽救。过程与单精子卵胞浆显微注射相似,同样是通过显微操作技术将精子细胞送入卵子中,不同的是,需要先从睾丸中众多的其它圆形细胞(如精母细胞、单核细胞、淋巴细胞)把精子细胞挑选出来。另外在注射前需要用特定的激活液对卵子进行激活,激活液通常为钙离子载体、氯化锶(SrCl 2)、或6-二甲氨基嘌呤(6-DMAP)等[3-4]。

图3.圆形精子注射

对于雌鼠

若濒危的品系仅剩雌鼠,又因还未性成熟或周龄过大导致无法完成自然配种繁育,抑或是突然死亡(迅速冷冻保存尽快实验),均可通过卵巢移植(Ovary Transplantation,OT)来挽救。其原理是移除受体鼠的卵巢,将供体鼠的卵巢移入受体鼠的卵巢系膜中,受体雌鼠会与移植的卵巢重新建立供血关系,并且移植的卵巢会对垂体激素作出反应从而排出成熟的卵子。

通常一只供体雌鼠的两侧卵巢可移植两只受体雌鼠,受体雌鼠完成移植两周后即可合笼配繁。供体鼠的年龄没有严格限制,来自新生幼仔的卵巢也可用于移植,而受体雌鼠通常为5-6周龄,供受体之间要具有组织相容性,所以常用免疫缺陷雌鼠作为受体,防止移植产生免疫排斥导致受体鼠死亡。

References

[1]Taft, Robert. In Vitro Fertilization in Mice[J]. ColdSpring Harbor Protocols, 2017, 2017(11):pdb.prot094508.

[2]WardM A , Yanagimachi R . Intracytoplasmic Sperm Injection in Mice[J]. Cold SpringHarb Protoc, 2018, 2018(1): pdb.prot094482.

[3]HuangJ , Jiang H , Wang C L , et al. [Application of chemical activation to in vitrofertilization by round spermatid injection in mice].[J]. National Journal ofAndrology, 2014, 20(2):111-116.

[4]Miki H , Lee J , Inoue K , et al. Microinsemination with first-wave roundspermatids from immature male mice.[J]. Journal of Reproduction &Development, 2004, 50(1):131.

相关文章
  • 没有相关内容!
点击这里给我发消息 点击这里给我发消息 点击这里给我发消息