巴馬小型豬胚胎-胎仔發(fā)育毒性試驗基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的建立

張元慧，郝新彥，高 虹

(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)實驗動物研究所，北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院比較醫(yī)學(xué)中心，北京 100021)

隨著時代的發(fā)展，各類外源化合物如農(nóng)藥、獸藥、化妝品、食品添加劑、環(huán)境污染物日益增多，長期接觸這些化學(xué)物質(zhì)可導(dǎo)致人類生殖細(xì)胞損傷，生育能力下降，胚胎死亡、畸形比例上升，這一問題促使各國加強(qiáng)了對生殖毒性評價的重視[1]。生殖毒性試驗是研究有害因素對親代生殖功能和子代生長發(fā)育造成的有害作用，是藥物非臨床安全性評價的重要組成部分[2]，其對實驗動物種屬的選擇也越來越嚴(yán)格。隨著人們對小型豬研究的逐漸深入，發(fā)現(xiàn)其性成熟時間為6個月，發(fā)情周期和妊娠期短，胎仔數(shù)量多，胚胎大，便于觀察微小畸形[3]，與人類在解剖學(xué)、生理學(xué)、疾病發(fā)生機(jī)理等方面存在一定的相似性[4-5]，是潛在的生殖毒性評價的良好動物模型。因此，本研究對妊娠不同時期的巴馬小型豬進(jìn)行解剖，觀察孕豬的生殖功能指標(biāo)和胎仔的各項發(fā)育指標(biāo)，為生殖毒性研究提供正常值的參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 實驗動物

自然受孕二胎妊娠巴馬小型豬12只，體重50.8～119.5 kg，均接種豬瘟、口蹄疫、細(xì)小、乙腦、呼吸與繁殖綜合征共5種疫苗，由北京實創(chuàng)世紀(jì)小型豬養(yǎng)殖基地提供[SCXK(京)2013-0008]。飼養(yǎng)于普通環(huán)境內(nèi)，室溫16℃～21℃，濕度60%～80%。常規(guī)飼養(yǎng)，飼養(yǎng)環(huán)境指標(biāo)控制在國標(biāo)規(guī)定的范圍內(nèi)。實驗中涉及動物的操作程序已經(jīng)得到中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)實驗動物研究所實驗動物使用與管理委員會(IACUC)批準(zhǔn)，批準(zhǔn)號為ILAS-GH17001。

1.2 實驗方法

1.2.1 孕豬處理

雌性巴馬小型豬分別于妊娠第30、40、50、60、70、80、90、100、112天舒泰過量麻醉處死，檢查孕豬外觀是否異常，切開腹部暴露子宮和內(nèi)臟器官，將子宮與母體分離，稱量子宮重量，取出子宮內(nèi)的胎仔，計數(shù)黃體數(shù)、著床數(shù)、活胎數(shù)、吸收胎數(shù)和死胎數(shù)。稱量活胎的重量，測量活胎的身長、尾長、腦直徑，每個胎仔均進(jìn)行X光拍照。

1.2.2 胎仔檢查

觀察胎仔頭部有無露腦、腦膜膨出，眼耳口鼻外觀有無異常，上下頜有無唇裂，再進(jìn)行四肢、軀干和尾部的檢查，有無臍疝、腹裂，脊髓膨出、脊柱裂、脊柱側(cè)突等，有無短尾、卷尾、無尾等異常情況。X光拍照后將每窩一半胎仔放入Bouin’s液中固定進(jìn)行內(nèi)臟檢查，另一半胎仔用氫氧化鉀茜素紅染色進(jìn)行骨骼檢查[6]，其中妊娠112 d孕豬胎仔直接進(jìn)行大體解剖檢查。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 孕期小型豬生殖功能指標(biāo)及胎仔生長發(fā)育指標(biāo)

在胚胎-胎仔生殖毒性試驗中，妊娠動物自身增強(qiáng)的毒性、胎仔生長發(fā)育及死亡情況均是該段試驗評價的主要內(nèi)容[7]。評價指標(biāo)主要包括孕豬外觀和各臟器發(fā)育情況，黃體數(shù)、活胎數(shù)、死胎數(shù)、吸收胎數(shù)和著床數(shù)，胎仔外觀發(fā)育情況，胎仔的身長、尾長等數(shù)值。各項指標(biāo)的數(shù)據(jù)見表1、表2。

表1 巴馬小型豬孕期生殖功能指標(biāo)Tab.1 Reproductive parameters of the pregnant Bama minipigs

表2 巴馬小型豬胎仔生長發(fā)育指標(biāo)Tab.2 Indexes of embryonic development of the Bama minipigs

注：(a)30 d胎仔；(b)40 d胎仔；(c)50 d胎仔；(d)60 d胎仔；(e)70 d胎仔；(f)80 d胎仔；(g)90 d胎仔；(h)100 d胎仔。圖1 巴馬小型豬胎仔外形Note.(a)A 30-day-old embryo.(b)A 40-day-old embryo.(c)A 50-day-old embryo.(d)A 60-day-old embryo.(e)A 70-day-old embryo.(f)A 80-day-old embryo.(g)A 90-day-old embryo.(h)A 100-day-old embryo.Fig.1 External appearance of Bama minipig embryos

胚胎齡(d)Embryonicages外形特征Externalfeatures30外耳出現(xiàn),視網(wǎng)膜色素明顯Aurisexternaformed,obviousretinalpigment40指(趾)分開,眼瞼閉合,性別可辨Digitsseparated,catamysis,distinguishablegender50耳豎起Earrear60蹄甲出現(xiàn)Hoofandnailformed70頭臀黑的毛色特點出現(xiàn)Theskinofheadandbuttockblackened80眉毛出現(xiàn)Eyebrowformed90牙齒出現(xiàn)Teethformed100外形特征發(fā)育良好Externalfeatureswelldeveloped112與成年豬的外觀特點一致Consistencewiththeappearanceofadultminipigs

2.2 胎仔外觀檢查

妊娠30 d小型豬胎仔性別無法分辨，妊娠40 d胎仔外觀即可分辨性別。外觀形態(tài)如圖1所示，外觀檢查結(jié)果如表3所示。

2.3 胎仔內(nèi)臟檢查

妊娠30 d的胎仔各內(nèi)臟器官初步成型，但未發(fā)育完全，妊娠40 d胎仔各內(nèi)臟器官已發(fā)育成型，可作為生殖毒性試驗的觀察對象。固定后胎仔形態(tài)如圖2所示，內(nèi)臟檢查結(jié)果如表4所示。

2.4 胎仔骨骼檢查

妊娠30 d的胎仔骨骼未發(fā)育完全，無法用X光和骨骼染色法進(jìn)行觀察。各胎仔骨骼發(fā)育情況如圖3、表5所示。

2.5 胎仔發(fā)育情況

根據(jù)本次試驗得到的數(shù)據(jù)結(jié)果，將巴馬小型豬胎仔的發(fā)育特征總結(jié)如表6所示。

表4 巴馬小型豬胎仔內(nèi)臟發(fā)育特征Tab.4 Embryonic visceral developmental characteristics of the Bama minipigs

表5 巴馬小型豬胎仔骨骼發(fā)育數(shù)量(塊)Tab.5 Indexes of embryonic skeletal development of the Bama minipigs(Block)

注：(a)30 d胎仔；(b)40 d胎仔；(c)50 d胎仔；(d)60 d胎仔；(e)70 d胎仔；(f)80 d胎仔；(g)90 d胎仔；(h)100 d胎仔。圖2 Bouin’s液固定后的巴馬小型豬胎仔Note.(a)A 30-day-old embryo.(b)A 40-day-old embryo.(c)A 50-day-old embryo.(d)A 60-day-old embryo.(e)A 70-day-old embryo.(f)A 80-day-old embryo.(g)A 90-day-old embryo.(h)A 100-day-old embryo.Fig.2 Bouin’s fluid-fixed Bama minipig embryos

胚胎齡(d)Embryonicages發(fā)育特征Developmentalcharacteristics30內(nèi)臟器官初步成型,但未發(fā)育完全,骨骼骨化不全Basicorgansformedinitially,butnotdevelopedwell40性別可辨,器官形成期結(jié)束,各內(nèi)臟器官已發(fā)育成型,軀干骨和四肢骨均可進(jìn)行肉眼觀察Genderdistinguishable,thestructureofbasicorgansweregraduallycompleted50掌骨和跖骨發(fā)育完全Metacarpusandmetatarsuswellformed60蹄甲出現(xiàn),器官組織結(jié)構(gòu)逐漸成熟,后肢趾骨全部成型Hoofandnailformed,organsdevelopedwell,phalanxformed70除腕骨和部分跗骨等較小的骨骼未成型,其他骨骼均骨化完全Boneossificationiscompleted,exceptforcarpusandtarsus80尾椎發(fā)育更加完全Tailbonedevelopedwell90胸骨發(fā)育更加完全Sternumdevelopedwell100腕骨、跗骨全部成型Carpusandtarsusformed112內(nèi)臟器官、骨骼系統(tǒng)發(fā)育完全Visceralandskeletalsystemdevelopedwell

3 討論

生殖毒性是指有害因素對親代生殖功能造成的有害作用[8]，其研究是受試物非臨床安全性評價的重要內(nèi)容，與急性毒性、長期毒性、遺傳毒性等毒理學(xué)研究聯(lián)系緊密。在傳統(tǒng)的三段生殖毒性試驗中[9]，即生育力與早期胚胎發(fā)育毒性試驗(I段)、胚胎-胎仔發(fā)育毒性試驗(II段)、圍產(chǎn)期毒性試驗(III段)，胚胎-胎仔發(fā)育毒性試驗II段)是評價妊娠動物增強(qiáng)的毒性、胚胎胎仔死亡情況、生長改變和結(jié)構(gòu)變化，此階段妊娠動物接觸有害外來物質(zhì)將會給胎仔生長發(fā)育帶來嚴(yán)重不良影響，因此選擇合適的動物模型對結(jié)果的判斷顯得尤為重要。試驗通常選擇兩種動物[10]，即嚙齒類動物和非嚙齒類動物，常規(guī)選用的是大鼠和家兔，但當(dāng)大鼠或家兔等傳統(tǒng)動物不適合進(jìn)行致畸性試驗研究時，也可采用小型豬作為替代動物[11]。

小型豬發(fā)育毒性試驗一般選擇在妊娠110～112 d左右處死進(jìn)行剖宮檢查[12]，但試驗的周期過長，為了進(jìn)一步縮短試驗的期限，有研究者對哥廷根小型豬中期(妊娠第60天)和終末(妊娠第110天)剖宮產(chǎn)檢查結(jié)果進(jìn)行了比較分析，發(fā)現(xiàn)中期剖宮產(chǎn)胎豬生殖器官內(nèi)部檢查可確定性別，骨骼和軟骨雙染法可檢出骨骼改變，從而表明小型豬中期剖宮產(chǎn)技術(shù)可行[13]。在小型豬胚胎發(fā)育過程中，妊娠第40天胚期結(jié)束，各臟器基本發(fā)育成型，并可分辨性別，因此本實驗選擇在妊娠第30、40、50、60、70、80、90、100、112天處死孕豬進(jìn)行剖宮檢查，并對妊娠不同天數(shù)的巴馬小型豬胚胎的發(fā)育情況進(jìn)行觀察總結(jié)，發(fā)現(xiàn)妊娠40 d后的小型豬胎仔各內(nèi)臟器官、骨骼系統(tǒng)已發(fā)育成型，可以作為胚胎-胎仔發(fā)育毒性試驗的觀察對象，且小型豬的自然畸變率相對較低，可成為生殖毒性試驗的良好動物模型。此次研究得到這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可以為受試物的生殖毒性試驗提供背景參考數(shù)據(jù)，隨著研究的不斷深入，將有更多的數(shù)據(jù)補(bǔ)充進(jìn)去，使實驗結(jié)果更加真實可靠。

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