初次交配日龄对NIH 小鼠繁殖性能的影响

李 楠,王从武,王天奇,何嘉玲,暴 国,张长勇,孙德明*

(1.国家卫生健康委科学技术研究所,北京 100081； 2.中牧实业股份有限公司,北京 100070)

NIH 小鼠又名NIH(BXS)、NIH Swiss 小鼠,是Walter Reed Army Institute of Research 于1936 年由瑞士种小鼠选育育种,最初采用近交方式交配(BXS)繁殖传代,又封闭繁育达十年以上培育而成。NIH 小鼠最大特点为遗传稳定,个体差异较小,较多应用于生殖毒理安全性评价、生殖发育毒理学等相关领域,因此对其繁殖性能(妊娠率、产仔数、离乳数、初生仔鼠平均体重等)及繁殖的稳定性(饲养管理、育种方式等)要求较高[1-2]。 本动物中心于1989年由北京生物制品研究所引进NIH 小鼠,严格按照封闭群生产繁殖原则进行独立保种,闭锁繁育。 目前国内对NIH 小鼠的生产繁殖性能及生长发育进行的相关研究报道很多,但很多研究中对于NIH 小鼠的初次交配日龄说法不一,尚未见相关的系统报道。 因此,本研究以NIH 小鼠为研究对象,利用本单位所保有的NIH 小鼠种子群,针对首次交配时间对繁殖性能影响开展研究,从而为培育标准化生殖健康啮齿类实验动物提供参考。

1 材料和方法

1.1 实验动物

SPF 级NIH 小鼠,50 ～85 d 周龄,体重28 ～40 g,雌雄各120 只来自国家卫生健康委科学技术研究所实验动物中心保有种群,饲养于SPF 级屏障系统,使用动物使用许可证号[SYXK(京)2018-0010],经由国家卫生健康科学技术研究所伦理委员会审批(NRIFH190101-2-1),遵守3R 原则。

1.2 主要仪器

电子秤(型号LD5100-1),分度值0.1 g,购自沈阳龙腾电子有限公司。

1.3 实验方法

选取健康未交配50、60、70、85 d 种鼠各30 对；分为A、B、C、D 组。 合笼饲养7 d 后,分开雄性鼠,连续观察雌性鼠1 ～6 胎的产仔日期、窝产仔数、计算胎间隔,出生21 d 离乳,记录仔鼠离乳重量,计算离乳率。

1.4 统计学方法

所得数据均用SPSS 19. 0 统计学软件进行单因素方差分析,数据以平均数±标准差(±s)表示,以P＜0. 05 表示差异显著,P＜0. 01 表示差异极显著。

2 结果

2.1 首次交配时间不同对NIH 小鼠繁殖性能影响

2.1.1 对产仔窝数、产仔数、离乳数的影响

表1 结果显示A、B、C、D 组总产仔窝数随初次交配日龄增加而增多；A 组平均产仔数最少,与C、D组相比均具有显著性差异(P＜0.05),与B 组相比无显著性差异(P＞0.05)；D 组平均离乳数最高,A组平均离乳数最低,A、C 组相比具有显著性差异(P＜0.05),与D 组相比具有极显著性差异(P＜0.01),B、D 组相比具有显著性差异(P＜0.05),其余组间无显著性差异(P＞0.05)。

2.1.2 对出生仔鼠平均体重及离乳体重的影响

结果见表1,A 组出生仔鼠平均体重最轻,与C、D 组相比均具有极显著性差异(P ＜0.01)；B 组与C、D 组相比均具有显著性差异(P＜0.05),A、B 组相比无显著性差异(P＞0.05)； A 组离乳体重与B、C、D 组相比具有显著性差异(P＜0.05),离乳体重随初配日龄增加而显著增高。

表1 首次交配时间不同对NIH 小鼠繁殖性能影响Table 1 Effect of initial mating age on reproductive performance in NIH mice

2.1.3 对离乳率及胎间隔的影响

由图1 可知A、B、C、D 离乳率分别为93.75%、95.27%、98.97%、99.06%,A 组与C、D 组相比均具有显著性差异(P＜0.05,P＜0.01)。 其余组间无显著性差异(P＞0.05)；

由图2 可知A、B、C、D 胎间隔分别为29.29 d、28.34 d、27.78 d、27.09 d,各组胎间隔无显著性差异(P＞0.05)。

2.2 NIH 小鼠不同胎次的繁殖性能

2.2.1 不同胎次的产仔窝数、产仔数及离乳数

从表2 可见,NIH 小鼠1～6 胎产仔窝数随胎次增加而减少；产仔数从第2、3 胎与第1 胎相比具有显著性差异(P ＜0.05),与第4 胎相比无显著性差异(P ＞0.05),与第5、6 胎相比又具有显著性差异(P＜0.05)；平均离乳数第3、4 胎与第1 胎相比具有显著性差异(P＜0.05),其余各胎之间无显著性差异(P＞0.05)。

2.2.2 不同胎次出生仔鼠平均体重及离乳体重

由表2 可知,NIH 小鼠第3 胎仔鼠平均体重最高,其次为第6 胎,第1 胎仔鼠平均体重最低,第1胎与第3、6 胎相比具有显著性差异(P＜0.05),其余各胎之间无显著性差异(P＞0.05)；1～6 胎离乳仔鼠体重虽呈上升趋势,但无显著性差异(P＞0.05)。

2.2.3 离乳率和胎间隔

由图3 可知,第1 胎离乳率最低,第3 胎离乳率最高；第1 胎与第2～6 胎离乳率相比均具有极显著差异(P＜0.001,P＜0.01)。

由图4 可知,第1 胎与初配日的间隔明显低于其他各胎胎间隔,与第2、3、4、6 胎相比具有极显著差异(P＜0.001,P＜0.01)；与第5 胎相比具有显著性差异(P＜0.05)；第2 胎的胎间隔显著高于其他胎次的胎间隔,具有极显著差异(P＜0.001)；

3 讨论

在生命科学研究中,实验动物是最重要的研究对象,作为“不可替代的活的精密的仪器”与众多领域的科学研究紧密的联系在一起,成为保障现代科学实验研究和科技创新的重要支撑条件。 我国目前在毒理学安全性相关评价中NIH 小鼠是常用的实验动物,这种鼠具有遗传背景明确、环境适应力强、生长发育迅速、繁殖率和成活率高等优点,是作为生殖毒性实验首选的啮齿类动物。 本中心保留的NIH 每窝平均产仔数可达到12～13 只,高于张静旭等[2]报道的10.85 只,高于王刚等[3]报道的10 ～11 只,可能是饲养环境或鼠来源不同所致。

图1 A、B、C、D 组离乳率Figure 1 Weaning rate in groups A, B, C, and D

图2 A、B、C、D 组胎间隔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

图3 第1～6 胎离乳率Figure 3 Weaning rate for litters 1～6

图4 第1～6 胎胎间隔Figure 4 Number of days between nests for litters 1～6

NIH 小鼠的性成熟比体成熟略早,一般在35～50 d 之间性成熟,而体成熟在70～80 d[4]。 为了较好的评价不同日龄交配对NIH 小鼠繁殖效率和后代质量影响,因此本实验选择50、60、70 和85 d 不同年龄阶段的小鼠进行实验。 从本次实验中可以看出,在小鼠50、60 d 交配时,很多繁殖性能与体成熟组相比较低,50、60 d 与70、85 d 相比平均产仔数、出生仔鼠平均体重出现差异性,主要原因可能是母鼠虽然性成熟,但是身体其他机能尚未发育完全,且与母鼠孕期发育相关[5]；当NIH 小鼠21 d 离乳时,各组离乳数、离乳仔鼠平均体重和离乳率随初配日龄增加而增加,且50、60 d 仔鼠离乳数较产仔数少1～3 只,与其原因是哺乳期间生长发育不好的仔鼠会出现自主死亡或被母鼠吃掉[6]；而离乳仔鼠平均体重较70、85 d 组相差1～2.5 g 左右,主要可能是低日龄组母鼠哺乳能力较差,仔鼠发育不良；各组胎间隔无显著差异,说明NIH小鼠首次交配日龄对胎间隔影响不大,与KM 鼠繁殖规律基本相似[7],在不同日龄交配繁殖1～6 胎时,繁殖至第2 胎时就有种鼠死亡,繁殖至第6 胎的种鼠存活比23/30,24/30,27/30,28/30；以上这些结果表明,对NIH 小鼠过早的进行交配,对母鼠繁殖性能、种鼠本身健康和仔鼠正常发育均有较大影响。 因此,NIH 小鼠首次初配最佳日龄应该在70～85 d 之间。 NIH 小鼠初配日龄与KM 小鼠初配日龄80 ～90 d 相比相差较小[7],与ICR 小鼠初配日龄40～60 d 相比相差较大[8]；NIH 小鼠的初配日龄介于ICR 小鼠与KM 鼠之间。

此外根据NIH 小鼠6 胎总体繁殖数据来看,其中第3 胎在平均产仔数和离乳率均是最好的,其次为第2 胎,第1 胎繁殖能力较差,繁殖性能不稳定,第4～6 胎随着胎次增加,产仔数离乳仔鼠均有所减少；其中第6 胎出生和离乳仔鼠平均体重较大,可能是由于其窝产仔数少,且母鼠带乳能力随着胎次增多而增加所导致；由于第1 胎的胎间隔是与初配日的间隔,因此与第2 胎间隔时间较长,其余各胎胎间隔无差异性,各胎胎间隔时间与孙侠、邝少松等[9-10]报道相一致。 从生产胎数、产仔数及离乳率上来看,NIH 小鼠第2、3 胎繁殖性能稳定,是涉及生殖相关实验的最佳选择；虽然随着胎数增加,繁殖能力会逐渐衰减但总体来讲NIH 小鼠繁殖性能较强,因此可选择优良NIH 种鼠繁殖至6 胎淘汰。