C57BL/6小鼠在肥胖建模过程中常见问题及处理对策*

2021-01-22马玉兰胡晓琴谢梦洁穆兰馨鄢友娥

实验动物科学 2020年1期

孙奥马玉兰胡晓琴谢梦洁穆兰馨夏敏鄢友娥

(武汉大学基础医学院药理学系，武汉 430071)

1 C57BL/6小鼠简介及用途

1.1 C57BL/6小鼠简介

C57BL品系小鼠是在1921年用Lathrop小鼠作近亲培育时，将57号雄性小鼠和52号雌性小鼠交配，培育而成[1]。C57BL/6小鼠是目前应用最广泛的近交系小鼠，也是首个完成基因组测序的小鼠品系[2]。C57BL/6小鼠的皮毛是黑色，它们与BALB/c等温顺的小鼠相比，攻击性更强，对噪声和气味也更敏感[3]。C57BL /6小鼠具有许多不寻常的特性，例如：它对疼痛异常敏感，因而镇痛药对它的效果不明显[4]。与大多数小鼠品系不同，C57BL /6小鼠有自愿饮用酒精的特征。并且与其他小鼠相比更易对吗啡成瘾，也更容易患动脉粥样硬化和年迈导致的听力障碍[5]。

1.2 C57BL/6小鼠用途

C57BL/6小鼠用途非常广泛，其主要应用领域有：①糖尿病和肥胖症研究，如饮食导致的血糖过高、2型糖尿病、高胰岛素血症、胰岛素抵抗、肥胖症等。②血液及免疫系统疾病研究，包括：造血缺陷、免疫、炎症和自身免疫性疾病。③遗传学研究：基因突变和转基因小鼠生产等。C57BL/6小鼠对肥胖易感，容易受饮食诱发肥胖、2型糖尿病和动脉粥样硬化[6]。研究人员还发现，不同品系小鼠饲喂相同的高脂饲料后，C57BL/6小鼠的体质量、内脏脂肪重量、Lee’s 指数、脂肪细胞体积改变均比其他品系小鼠显著。因此C57BL/6小鼠比其它品系小鼠更适合用来复制肥胖模型[7]。目前，C57BL/6小鼠被广泛用于代谢性疾病的研究特别是用于肥胖模型的复制[2]。

1.3 C57BL/6饲养特点

C57BL/6小鼠的饲养与普通小鼠有一定的区别。C57BL/6小鼠被广泛用于肥胖模型的造模，因此以肥胖模型C57BL/6小鼠的饲养为例，归纳总结特点如下：

1.3.1饲养饲料：由于C57BL/6小鼠具有肥胖遗传倾向，凡适用于大鼠和小鼠肥胖模型造模饲料，都可以用在C57BL/6小鼠中进行肥胖模型复制。在研究中，C57BL/6小鼠常用肥胖模型饲料主要有三种，脂肪供能比分别为60%、45%和21%。脂肪供能比为60%和45%的高脂饲料，其主要脂肪来源是富含饱和脂肪酸的猪油，主要成分为酪蛋白、糊精、蔗糖、纤维素、豆油、猪油、胆碱等[8]。脂肪供能比为21%的西方饮食饲料，其主要脂肪来源是奶油，配方中含有0.15%的胆固醇和34%的蔗糖。其主要成分为：酪蛋白、淀粉、糊精、蔗糖、纤维素、奶油、玉米油、矿物质、维生素、胆碱等[9]。

1.3.2磨牙棒的使用：小鼠的门齿会不断生长，因此饲养过程中必须进行磨牙，否则会因为门齿过长而无法进食。为了满足C57BL/6小鼠磨牙的需求，小鼠饲料都是质地较为坚硬的颗粒。但是饲料也沦为了它们磨牙的工具，这就会导致饲料浪费和摄食量测量不准确。另外，在C57BL/6小鼠肥胖模型复制过程中会用到特殊饲料(高脂、高糖)，这些饲料质地柔软，饲料浪费的现象更为严重。通过在鼠笼内放置磨牙棒的方法，既能节约饲料又能丰富小鼠日常生活，并能防止小鼠牙齿过长[10]。

1.3.3C57BL/6小鼠用于肥胖模型复制的注意事项：首先要注意性别和年龄的选择。雄性C57BL/6小鼠比雌性对肥胖更易感，因此一般选用雄性小鼠复制肥胖模型。C57BL/6小鼠肥胖发展速度较快，应当尽可能在生长发育期或成年前对其进行实验。其次，要考虑肥胖诱因。肥胖的诱因复杂多样，如，高糖、高脂饮食、继发性胰岛素抵抗、2型糖尿病、高血脂、非酒精性脂肪肝、高血压等代谢综合症所致的肥胖，即饮食因素直接导致的肥胖和饮食所致疾病间接导致的肥胖两方面。因此，我们应根据自身实验目的及动物特性进行合理设计和选择实验动物。最后，环境因素对肥胖的作用。应当注意C57BL/6小鼠非常胆小，环境改变很容易引起它的应激反应，从而有可能出现体质量不增反降。因此，在复制肥胖模型过程中，要注意环境控制，尤其是频繁灌胃、或研究环境因素对肥胖的效应时，应当谨慎考虑是否采用C57BL/6小鼠进行造模。

2 肥胖模型饲养过程中出现的常见问题

研究发现，人类肥胖症患者中大约有95%的人群是单纯性肥胖[11]。为了模仿单纯性肥胖，一般采用高热量、高脂肪饮食诱导的方式建立肥胖模型[12]。根据文献，C57BL/6小鼠持续高脂喂养12周左右是常用建立肥胖动物模型的方式；判断肥胖模型常用标准是高脂组体质量超过正常组平均体质量20%[13]。根据我们预实验结果，45%高脂饮食喂养9周时接近肥胖标准，继续喂养至12周时体质量稳定超过正常组平均体质量20%。因此，实验设计中常用高脂喂养C57BL/6小鼠12周以建立稳定肥胖动物模型。建立C57BL6小鼠肥胖模型，看似简单，但造模时间长，且会经历C57BL/6小鼠性成熟时期，还会遇到各种问题，如果处理不当就会导致造模失败。现总结我们在利用C57BL/6小鼠复制肥胖模型过程碰到的常见问题。

2.1 打耳标引起的耳朵感染

由于C57BL/6小鼠皮毛是黑色，因此不能使用苦味酸标记，一般采用打金属耳标的方式进行标记。打耳标之后一周左右，少数小鼠会出现耳部感染的情况。具体表现为耳标周围的组织红肿、血管突出，并且会有淡黄色组织液渗出，更严重的会出现脓液(见图1-A)。

产生耳朵局部感染现象可能有以下几个原因：打耳标前后耳部和耳标没有消毒，或者消毒不彻底；打完耳标之后由于小鼠不适应，会抓挠耳标；或因其他小鼠搔抓、打斗，导致伤口扩大，甚至耳标脱落、耳朵撕裂，最终引起伤口感染。

2.2 脱毛

饲养C57BL/6过程中，常常观察到一些小鼠的胡须脱落或头部、肩部、背部和生殖器周围脱毛。脱毛现象一般出现在雄鼠性成熟之后，特别是小鼠重新分笼之后脱毛现象会更严重(见图2-A)。导致小鼠脱毛的原因可分为两类，生理性因素：包括生活习性、遗传因素、内分泌失调、营养不良等。病理性因素：包括寄生虫、细菌、真菌引起的感染等其他疾病。由于现在小鼠饲养环境越来越规范，动物房都配备了先进的饲养设备，把小鼠与外来致病因素隔离开，病理性因素导致的脱毛已经很少见[14]。因此，C57BL/6小鼠脱毛现象主要是其特有的理毛行为造成的，也被称为Dalila效应[15]。当C57BL/6小鼠出现理毛行为时，鼠笼里通常会有一只动物皮毛正常。在通常情况下，脱毛小鼠能够在几周内重新长出被毛，但新生长的被毛比较稀疏，局部区域仍有小部分皮肤裸露。

理毛的原因可能有以下几种：社会地位、遗传倾向、环境或饮食恶劣。研究发现，只有在通过打斗建立鼠笼里的社会等级之后才能观察到理毛现象，这表明理毛是为了确立支配地位的表现[16]。还有研究发现，这种理毛现象主要发生在C57BL/6和A2G小鼠中，这表明Dalila效应受遗传因素影响[17]。另一项研究表明，理毛可能是对环境改变的一种反应。研究者发现小鼠被分笼后，理毛现象加重，而在鼠笼中放入玩具会减少理毛现象[18]。

2.3 打架引起的外伤

C57BL/6小鼠生性攻击性强，经常会互相撕咬。小鼠打架会造成脱毛，撕咬严重的就会造成外伤，常见于头、颈、背、尾等处的咬伤，如果未加处理，则可继发感染、甚至死亡，这会影响小鼠的健康和实验数据的准确性。小鼠打架经常出现在性成熟时期和分笼之后。小鼠打架的原因主要有：品系特点、争夺群体地位、确定势力范围、抢夺食物、气味、应激反应等。①品系特点：不同品系的小鼠性格特点也不一样，比如C57BL/6的雄鼠攻击性特别强，到了性成熟的周龄后不同窝的雄鼠放在同一笼很容易互相撕咬。②争夺群体地位：雄性小鼠为了争夺群体地位，常常进行激烈的打斗，最终选出一位领导者。③确定势力范围：小鼠会划定自己的势力范围并守卫这个范围。④气味：气味信息是小鼠之间交流的一种途径，可以识别亲属以及宣誓群体地位，因此它也会给小鼠饲养造成一些麻烦，比如同一笼的雄性小鼠，闻到其他小鼠的味道之后，会变得暴躁并产生攻击行为。⑤环境对小鼠造成的应激反应：生活在一个充满压力的环境中，可能会使小鼠产生攻击打斗行为[19]。

3 C57BL/6小鼠复制肥胖模型饲养中的常见问题处理对策及效果评价

我们课题组在近两年的肥胖模型动物饲养过程中，根据发现的问题，查阅文献资料、思考对策，并多次实践，处理效果较为明显，现总结如下：

3.1 打耳标引起的耳朵感染处理方法

不论何种原因引起打耳标处感染，都可以很好预防和及时处理。处理方法：首先，在打耳标之前要严格无菌操作，用酒精和碘伏对小鼠耳朵和耳标进行消毒。还要注意，打耳标时尽量打到耳朵中部，不能太靠近耳缘，这样耳标就不容易脱落。如果因小鼠自身或其他小鼠搔抓后已经出现感染，则要每天用碘伏进行消毒，直到伤口愈合，根据伤口大小，大约需要5～7d时间可以痊愈(见图1-A～D)。

图1 耳朵感染处理效果

3.2 脱毛处理方法

理毛行为一般对小鼠的健康没有危害，脱毛部位的皮肤一般没有伤口或红肿。万一出现理毛过度造成皮肤溃疡，建议用碘伏涂抹伤口，一天1～2次，一周左右可以改善(见图2-A～D)。如果一笼小鼠中只有一只小鼠有完整的皮毛，那么它就是“吃毛”小鼠。把这只小鼠从笼中拿出隔离之后，其它小鼠的被毛通常就会恢复。

图2 背部脱毛处理效果

3.3 C57BL/6小鼠打架的预防措施

攻击性强是C57BL/6小鼠的特性，特别是雄性小鼠性成熟之后，为了争夺领地小鼠之间的打斗会变得频繁。而这一特性与生俱来，没有特别好的办法避免。我们可以采取以下措施来减少这种打架现象：①小鼠分笼时最好把同一个运输盒的小鼠分到同一个鼠笼中；且尽量避免在性成熟期分笼；或者分笼时用酒精喷一下鼠笼和小鼠，掩盖气味；②更换垫料时，可以抓取少量旧垫料撒在新垫料表面，这样可以使新笼中留存原有的气味；③尽可能降低小鼠饲养密度：条件许可情况下，建议每笼饲养2～3只；特殊情况下，采取单笼单只饲养；④每天观察小鼠的状况，一旦发现鼠笼中有撕咬打斗现象，要将最强者挑出单笼隔离饲养；同时对轻微受伤个体，每天用碘伏消毒，一般5～7d可以痊愈。如果伤口太严重，应予以剔除；⑤最好不要频繁更换实验人员，以降低不确定因素对小鼠的应激刺激。