初次交配日齡對NIH 小鼠繁殖性能的影響

李 楠,王從武,王天奇,何嘉玲,暴 國,張長勇,孫德明*

(1.國家衛生健康委科學技術研究所,北京 100081； 2.中牧實業股份有限公司,北京 100070)

NIH 小鼠又名NIH(BXS)、NIH Swiss 小鼠,是Walter Reed Army Institute of Research 于1936 年由瑞士種小鼠選育育種,最初采用近交方式交配(BXS)繁殖傳代,又封閉繁育達十年以上培育而成。NIH 小鼠最大特點為遺傳穩定,個體差異較小,較多應用于生殖毒理安全性評價、生殖發育毒理學等相關領域,因此對其繁殖性能(妊娠率、產仔數、離乳數、初生仔鼠平均體重等)及繁殖的穩定性(飼養管理、育種方式等)要求較高[1-2]。 本動物中心于1989年由北京生物制品研究所引進NIH 小鼠,嚴格按照封閉群生產繁殖原則進行獨立保種,閉鎖繁育。 目前國內對NIH 小鼠的生產繁殖性能及生長發育進行的相關研究報道很多,但很多研究中對于NIH 小鼠的初次交配日齡說法不一,尚未見相關的系統報道。 因此,本研究以NIH 小鼠為研究對象,利用本單位所保有的NIH 小鼠種子群,針對首次交配時間對繁殖性能影響開展研究,從而為培育標準化生殖健康嚙齒類實驗動物提供參考。

1 材料和方法

1.1 實驗動物

SPF 級NIH 小鼠,50 ～85 d 周齡,體重28 ～40 g,雌雄各120 只來自國家衛生健康委科學技術研究所實驗動物中心保有種群,飼養于SPF 級屏障系統,使用動物使用許可證號[SYXK(京)2018-0010],經由國家衛生健康科學技術研究所倫理委員會審批(NRIFH190101-2-1),遵守3R 原則。

1.2 主要儀器

電子秤(型號LD5100-1),分度值0.1 g,購自沈陽龍騰電子有限公司。

1.3 實驗方法

選取健康未交配50、60、70、85 d 種鼠各30 對；分為A、B、C、D 組。 合籠飼養7 d 后,分開雄性鼠,連續觀察雌性鼠1 ～6 胎的產仔日期、窩產仔數、計算胎間隔,出生21 d 離乳,記錄仔鼠離乳重量,計算離乳率。

1.4 統計學方法

所得數據均用SPSS 19. 0 統計學軟件進行單因素方差分析,數據以平均數±標準差(±s)表示,以P＜0. 05 表示差異顯著,P＜0. 01 表示差異極顯著。

2 結果

2.1 首次交配時間不同對NIH 小鼠繁殖性能影響

2.1.1 對產仔窩數、產仔數、離乳數的影響

表1 結果顯示A、B、C、D 組總產仔窩數隨初次交配日齡增加而增多；A 組平均產仔數最少,與C、D組相比均具有顯著性差異(P＜0.05),與B 組相比無顯著性差異(P＞0.05)；D 組平均離乳數最高,A組平均離乳數最低,A、C 組相比具有顯著性差異(P＜0.05),與D 組相比具有極顯著性差異(P＜0.01),B、D 組相比具有顯著性差異(P＜0.05),其余組間無顯著性差異(P＞0.05)。

2.1.2 對出生仔鼠平均體重及離乳體重的影響

結果見表1,A 組出生仔鼠平均體重最輕,與C、D 組相比均具有極顯著性差異(P ＜0.01)；B 組與C、D 組相比均具有顯著性差異(P＜0.05),A、B 組相比無顯著性差異(P＞0.05)； A 組離乳體重與B、C、D 組相比具有顯著性差異(P＜0.05),離乳體重隨初配日齡增加而顯著增高。

表1 首次交配時間不同對NIH 小鼠繁殖性能影響Table 1 Effect of initial mating age on reproductive performance in NIH mice

2.1.3 對離乳率及胎間隔的影響

由圖1 可知A、B、C、D 離乳率分別為93.75%、95.27%、98.97%、99.06%,A 組與C、D 組相比均具有顯著性差異(P＜0.05,P＜0.01)。 其余組間無顯著性差異(P＞0.05)；

由圖2 可知A、B、C、D 胎間隔分別為29.29 d、28.34 d、27.78 d、27.09 d,各組胎間隔無顯著性差異(P＞0.05)。

2.2 NIH 小鼠不同胎次的繁殖性能

2.2.1 不同胎次的產仔窩數、產仔數及離乳數

從表2 可見,NIH 小鼠1～6 胎產仔窩數隨胎次增加而減少；產仔數從第2、3 胎與第1 胎相比具有顯著性差異(P ＜0.05),與第4 胎相比無顯著性差異(P ＞0.05),與第5、6 胎相比又具有顯著性差異(P＜0.05)；平均離乳數第3、4 胎與第1 胎相比具有顯著性差異(P＜0.05),其余各胎之間無顯著性差異(P＞0.05)。

2.2.2 不同胎次出生仔鼠平均體重及離乳體重

由表2 可知,NIH 小鼠第3 胎仔鼠平均體重最高,其次為第6 胎,第1 胎仔鼠平均體重最低,第1胎與第3、6 胎相比具有顯著性差異(P＜0.05),其余各胎之間無顯著性差異(P＞0.05)；1～6 胎離乳仔鼠體重雖呈上升趨勢,但無顯著性差異(P＞0.05)。

2.2.3 離乳率和胎間隔

由圖3 可知,第1 胎離乳率最低,第3 胎離乳率最高；第1 胎與第2～6 胎離乳率相比均具有極顯著差異(P＜0.001,P＜0.01)。

由圖4 可知,第1 胎與初配日的間隔明顯低于其他各胎胎間隔,與第2、3、4、6 胎相比具有極顯著差異(P＜0.001,P＜0.01)；與第5 胎相比具有顯著性差異(P＜0.05)；第2 胎的胎間隔顯著高于其他胎次的胎間隔,具有極顯著差異(P＜0.001)；

3 討論

在生命科學研究中,實驗動物是最重要的研究對象,作為“不可替代的活的精密的儀器”與眾多領域的科學研究緊密的聯系在一起,成為保障現代科學實驗研究和科技創新的重要支撐條件。 我國目前在毒理學安全性相關評價中NIH 小鼠是常用的實驗動物,這種鼠具有遺傳背景明確、環境適應力強、生長發育迅速、繁殖率和成活率高等優點,是作為生殖毒性實驗首選的嚙齒類動物。 本中心保留的NIH 每窩平均產仔數可達到12～13 只,高于張靜旭等[2]報道的10.85 只,高于王剛等[3]報道的10 ～11 只,可能是飼養環境或鼠來源不同所致。

圖1 A、B、C、D 組離乳率Figure 1 Weaning rate in groups A, B, C, and D

圖2 A、B、C、D 組胎間隔Figure 2 Number of days between nests in groups A, B, C, and D

表2 不同胎次NIH 小鼠的繁殖性能Table 2 Reproductive performance in NIH mice

圖3 第1～6 胎離乳率Figure 3 Weaning rate for litters 1～6

圖4 第1～6 胎胎間隔Figure 4 Number of days between nests for litters 1～6

NIH 小鼠的性成熟比體成熟略早,一般在35～50 d 之間性成熟,而體成熟在70～80 d[4]。 為了較好的評價不同日齡交配對NIH 小鼠繁殖效率和后代質量影響,因此本實驗選擇50、60、70 和85 d 不同年齡階段的小鼠進行實驗。 從本次實驗中可以看出,在小鼠50、60 d 交配時,很多繁殖性能與體成熟組相比較低,50、60 d 與70、85 d 相比平均產仔數、出生仔鼠平均體重出現差異性,主要原因可能是母鼠雖然性成熟,但是身體其他機能尚未發育完全,且與母鼠孕期發育相關[5]；當NIH 小鼠21 d 離乳時,各組離乳數、離乳仔鼠平均體重和離乳率隨初配日齡增加而增加,且50、60 d 仔鼠離乳數較產仔數少1～3 只,與其原因是哺乳期間生長發育不好的仔鼠會出現自主死亡或被母鼠吃掉[6]；而離乳仔鼠平均體重較70、85 d 組相差1～2.5 g 左右,主要可能是低日齡組母鼠哺乳能力較差,仔鼠發育不良；各組胎間隔無顯著差異,說明NIH小鼠首次交配日齡對胎間隔影響不大,與KM 鼠繁殖規律基本相似[7],在不同日齡交配繁殖1～6 胎時,繁殖至第2 胎時就有種鼠死亡,繁殖至第6 胎的種鼠存活比23/30,24/30,27/30,28/30；以上這些結果表明,對NIH 小鼠過早的進行交配,對母鼠繁殖性能、種鼠本身健康和仔鼠正常發育均有較大影響。 因此,NIH 小鼠首次初配最佳日齡應該在70～85 d 之間。 NIH 小鼠初配日齡與KM 小鼠初配日齡80 ～90 d 相比相差較小[7],與ICR 小鼠初配日齡40～60 d 相比相差較大[8]；NIH 小鼠的初配日齡介于ICR 小鼠與KM 鼠之間。

此外根據NIH 小鼠6 胎總體繁殖數據來看,其中第3 胎在平均產仔數和離乳率均是最好的,其次為第2 胎,第1 胎繁殖能力較差,繁殖性能不穩定,第4～6 胎隨著胎次增加,產仔數離乳仔鼠均有所減少；其中第6 胎出生和離乳仔鼠平均體重較大,可能是由于其窩產仔數少,且母鼠帶乳能力隨著胎次增多而增加所導致；由于第1 胎的胎間隔是與初配日的間隔,因此與第2 胎間隔時間較長,其余各胎胎間隔無差異性,各胎胎間隔時間與孫俠、鄺少松等[9-10]報道相一致。 從生產胎數、產仔數及離乳率上來看,NIH 小鼠第2、3 胎繁殖性能穩定,是涉及生殖相關實驗的最佳選擇；雖然隨著胎數增加,繁殖能力會逐漸衰減但總體來講NIH 小鼠繁殖性能較強,因此可選擇優良NIH 種鼠繁殖至6 胎淘汰。