無菌鼠的飼養(yǎng)方法與應(yīng)用

無菌小鼠及腸道微生物移植小鼠模型是研究腸道微生物-宿主間相互作用非常重要且有效的實驗工具。在基因修飾小鼠的基礎(chǔ)上，構(gòu)建相應(yīng)無菌化小鼠可實現(xiàn)對特定基因與腸道微生物相互作用機制進行研究。而且，通過移植人腸道微生物建立的人源化小鼠模型可以再現(xiàn)獨特人腸道微生物組成。這類小鼠模型的建立為闡明腸道微生物在人相關(guān)疾病形成過程中的因果/影響作用提供了強有力的工具。

那么什么是無菌小鼠？培養(yǎng)無菌小鼠需要哪些條件？無菌小鼠有哪些應(yīng)用呢？賽業(yè)生物無菌鼠服務(wù)業(yè)務(wù)主管張征針對這些問題進行了主題為“無菌小鼠養(yǎng)成記”的線上課程。

為什么要研究人腸道微生物組？什么是無菌小鼠及其特征？如何構(gòu)建腸道微生物小鼠模型？腸道微生物人源化小鼠在代謝、腫瘤、神經(jīng)和肝臟等相關(guān)疾病研究中的如何應(yīng)用？賽業(yè)生物高級科學(xué)家俞曉峰博士圍繞以上問題進行了主題為“無菌小鼠在腸道微生物組學(xué)研究中的應(yīng)用”的線上課程。

針對無菌鼠課程答疑環(huán)節(jié)大家提出的問題，我們進行了收集整理，下文為賽業(yè)生物無菌鼠服務(wù)業(yè)務(wù)主管張征針對答疑環(huán)節(jié)提出的代表性問題給出的詳細解答。

一、關(guān)于無菌孕鼠的喂養(yǎng)

無菌孕鼠飼養(yǎng)于無菌隔離器內(nèi)，屬于無菌級實驗動物。飼養(yǎng)無菌孕鼠的所有操作需嚴格按照隔離包物品進出流程，保證隔離包內(nèi)環(huán)境始終處于無菌狀態(tài)。此外，我們還需要從以下幾個方面關(guān)注無菌孕鼠的日常照料問題：

1. 關(guān)注孕鼠的健康情況：大周齡的繁殖對需及時淘汰，孕鼠周齡太大，可能會發(fā)生難產(chǎn)現(xiàn)象；

2. 確保營養(yǎng)充足：母鼠在妊娠期或哺乳期對于蛋白質(zhì)、維生素、脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)需求比較高，可以添加瓜子以求母鼠有足夠的營養(yǎng)哺育下一代；

3. 分娩和生產(chǎn)后避免打擾：母鼠在分娩過程中或哺乳期受較大噪音、驚嚇等刺激以及頻頻觀察有可能導(dǎo)致母鼠吃仔；另外，補充食物和水時動作需輕柔，因為此時的母鼠既虛弱又神經(jīng)質(zhì)；

4. 盡量避免混入陌生氣味：盡量產(chǎn)后一周內(nèi)不換籠；換籠后可以從舊籠盒中取少量墊料和糞便放入新籠盒中，減少新環(huán)境引起母鼠吃仔或不帶仔。

二、抗生素處理菌群消除小鼠 VS 無菌小鼠

用大量廣譜抗菌素對小鼠腸道微生物進行處理，會造成對抗生素敏感的微生物缺失，即便使普通動物暫時無菌，但這種動物也不是無菌動物。因為這種無菌狀態(tài)往往是一過性的，某些殘存的細菌在適當(dāng)?shù)臈l件下又會在體內(nèi)增殖；即使能把體內(nèi)細菌全部殺死，它們給動物造成的影響卻是無法消除的。因此，無菌小鼠必須是生來就無菌的小鼠。

三、無菌小鼠的應(yīng)用

1. 與正常動物比較，不同帶菌狀態(tài)下生理功能或疾病反應(yīng)性的差異；

2. 與基因編輯小鼠結(jié)合，研究菌群與特定基因的互相作用機制；這種研究可以排除微生物背景干擾前提下研究基因作用

3. 菌群移植：涉及腸道微生物與人相關(guān)疾病研究領(lǐng)域：如驗證特殊微生物保護或促進人相關(guān)疾病作用；揭示病人微生物在引起疾病發(fā)生病理變化過程中的機制等；發(fā)現(xiàn)針對微生物的靶向藥物，闡明微生物調(diào)節(jié)藥物應(yīng)答機制等。

四、無菌小鼠能通過飲食誘導(dǎo)肥胖嗎？

無菌小鼠因缺失腸道菌群，比正常小鼠更瘦，且表現(xiàn)出對飲食誘導(dǎo)的肥胖并不敏感，提示腸道菌群與肥胖及代謝疾病因果關(guān)聯(lián)。最新研究發(fā)現(xiàn)，在喂食西式飲食后，無菌小鼠與正常小鼠均出現(xiàn)了空腹血糖升高、糖耐量受損、肝臟重量增加、肝臟甘油三酯水平升高、肝臟脂肪變性及脂肪組織炎癥的癥狀。來源：《Germ‐Free mice are not protected against diet‐induced obesity and metabolic dysfunction》