Summary

Ручной метод выращивания детенышей мартышек

Published: June 09, 2023
doi:

Summary

В этой статье мы опишем метод ручного выращивания детенышей мартышек в инкубаторе для животных. Этот метод значительно повышает выживаемость детенышей мартышек, что дает возможность изучать развитие детенышей мартышек со сходным генетическим фоном, выращенных в разных постнатальных условиях.

Abstract

Обыкновенная мартышка (Callithrix jacchus) – это маленькая и очень социальная обезьяна Нового Света с высокими показателями размножения, которая, как было доказано, является убедительной моделью нечеловеческих приматов для биомедицинских и неврологических исследований. Некоторые самки рожают тройню; Однако родители не могут воспитать их всех. Чтобы спасти этих детенышей, мы разработали метод ручного выращивания новорожденных мартышек. В этом протоколе мы описываем формулу корма, время кормления, конфигурацию температуры и влажности, а также адаптацию детенышей, выращенных вручную, к окружающей среде колонии. Этот метод ручного выращивания значительно повышает выживаемость детенышей мартышек (без ручного выращивания: 45%; с ручным выращиванием: 86%) и дает возможность изучить развитие детенышей мартышек со сходным генетическим фоном, выращенных в разных постнатальных условиях. Поскольку этот метод практичен и прост в использовании, мы предполагаем, что он может быть применен и в других лабораториях, работающих с обыкновенными мартышками.

Introduction

Обыкновенная мартышка (Callithrix jacchus) – маленькая древесная обезьяна Нового Света, происходящая из Южной и Центральной Америки. Использование мартышек в биомедицинских исследованиях быстро выросло за последние десятилетия из-за нескольких ключевых преимуществ мартышек по сравнению с другими нечеловекообразными приматами (НХП), включая их меньший размер тела, более простое обращение и разведение в неволе, более короткое время беременности, более раннее половое созревание и более низкие зоонозные риски 1,2,3,4,5,6 . Обыкновенная мартышка имеет схожую структуру мозга и функции мозга с человеком и демонстрирует богатый репертуар вокализаций и очень социальное поведение с богатыми эмоциями. Это убедительная модель NHP для различных типов исследований в области неврологии, таких как исследования сенсорной обработки 7,8,9,10,11,12,13,14, голосовой коммуникации 15,16,17,18,19, модели травмы спинного мозга 20,21,22,23, болезнь Паркинсона 24,25,26,27,28 и возрастные заболевания 29. По сравнению с другими NHP, обыкновенная мартышка имеет относительно высокую скорость размножения, что потенциально полезно для трансгенной модификации30,31,32. Этот примат также широко используется в фармакологии, ангиографии и исследованиях патогенов и иммунитета 33,34,35,36,37,38,39. Однако предложение мартышек остается очень ограниченным, особенно в Китае, и не может удовлетворить быстро растущие потребности в научных исследованиях.

В колониях мартышек взрослых животных кормят один или два раза в день, и некоторые учреждения изменяют рацион для молодых мартышек. Как правило, детеныши мартышек обычно крепко держатся за тело отца или старших братьев и сестер для ежедневного ухода и передаются матери несколько раз в день для получения молока. Некоторые самки мартышек рожают тройню, и в этом случае один или два детеныша не могут выжить из-за недостатка молока; Более того, некоторые родители не заботятся о своих детях из-за отсутствия опыта кормления грудью или по другим неизвестным причинам. Это большая потеря для многих лабораторий. В нескольких исследованиях сообщалось о методах управления питанием взрослых мартышек в условиях неволи 40,41,42 с использованием кормов и смесей с различным составом макронутриентов, витаминов и минералов, а также различных протоколов кормления для обогащения (пюре, желирование, очищение или консервирование)2,41. В одном из предыдущих исследований сообщалось о совместном методе выращивания тройняшек мартышек43, при котором воспитатели берут одного детеныша в день, кормят его с рук в течение дня и обменивают на другого тройняшек на следующий день. Несмотря на то, что этот метод позволяет младенцам находиться под родительской опекой, он требует от опытного воспитателя, чтобы каждый день выхватывать младенца из тела родителей, и является трудоемким. До сих пор ни в одном исследовании не сообщалось о подробном, пошаговом методе ручного выращивания новорожденных мартышек.

Цель настоящего исследования состоит в том, чтобы предоставить метод ручного выращивания для тех, кто заинтересован в развитии мартышек, но имеет ограниченные ресурсы. В отличие от предыдущего метода совместного воспитания43, нынешний метод представляет собой альтернативу, которая причиняет меньше беспокойства семье младенца и проста в освоении. Основываясь на основных правилах грудного вскармливания и 5-летней практике, в данной работе описывается метод ручного выращивания детенышей мартышек, который включает в себя приготовление корма, график кормления, конфигурацию температуры и влажности инкубатора животных, а также адаптацию детенышей животных к среде колонии.

Protocol

Все экспериментальные процедуры были одобрены Комитетом по использованию и уходу за животными Чжэцзянского университета и соответствовали рекомендациям Национальных институтов здравоохранения (NIH). 1. Жилищно-коммунальное хозяйство44 Устано…

Representative Results

Масса тела является ключевым показателем развития организма животных и используется в качестве индикатора состояния здоровья мартышек в этом протоколе. В этой работе масса тела животных, выращенных вручную, постепенно увеличивалась с возрастом (рис. 2A, n = 16), аналогично…

Discussion

Обыкновенная мартышка является очень полезной моделью NHP для биомедицинских и неврологических исследований. Однако ресурсы мартышек слишком ограничены, чтобы удовлетворить быстро растущие потребности. В данной работе нами был разработан метод ручного выращивания, который не только ?…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Авторы хотели бы поблагодарить Минсюань Ли за редактирование грамматики и шлифовку ранней версии этой рукописи. Эта работа была поддержана Фондом естественных наук провинции Чжэцзян Китая (LD22H090003); Фонд естественных наук Китая (32170991 и 32071097), STI2030 крупные проекты 2021ZD0204100 (2021ZD0204101) и 2022ZD0205000 (2022ZD0205003); и Центр передовой науки о мозге и интеграции мозга и машин Министерства энергетики Чжэцзянского университета.

Materials

animal incubator RCOM, Korea MX – BL600N, 855 mm (W) x 470 mm (L) x 440 mm (H)
baby milk powder Meadjohnson, America suitable for 0-12 months of age, executive standard – GB25596
baby rice paste HEINZ, China suitable for 0-6 months of age, executive standard – GB10769
baby wipes babycare, China soft
beaker ShuNiu, China 100 mL
blankets Grace, China 10 cm × 10 cm, soft
climbing frame WowWee, China firm and no small circular structures
disposable diaper pads Hi Health Pet, China either M or L size
disposable sterile syringe Cofoe, China 1 mL, 2.5 mL, 3 mL, 5 mL, 10 mL
electronic scale YouSheng, China measuring range from 0 to 6,000 g with precision of 0.2 g
intravenous injector HD, China 0.55 mm x 20 mm needle
kettle FGA, China warm-keeping kettle 1,500 mL
lactulose BELCOL, China to solve constipation
plastic weighing dish SKSLAB, China 80 mm x 80 mm x 22 mm, used as a bowl
plush toy Lebiyou, China soft
probiotic powder G-Pet, China to regulate gastrointestinal environment
sterile centrifuge tube NEST, China 50 mL
swab OYEAH, China 80 – 100 mm
toy roller WowWee, China firm and no small circular structures

Referencias

  1. Miller, C. T., et al. Marmosets: A neuroscientific model of human social behavior. Neuron. 90 (2), 219-233 (2016).
  2. Ross, C. N., Colman, R., Power, M., Tardif, S. Marmoset metabolism, nutrition, and obesity. ILAR Journal. 61 (2-3), 179-187 (2020).
  3. Kishi, N., Sato, K., Sasaki, E., Okano, H. Common marmoset as a new model animal for neuroscience research and genome editing technology. Development, Growth & Differentiation. 56 (1), 53-62 (2014).
  4. Prins, N. W., et al. Common marmoset (Callithrix jacchus) as a primate model for behavioral neuroscience studies. Journal of Neuroscience Methods. 284, 35-46 (2017).
  5. Tokuno, H., Watson, C., Roberts, A., Sasaki, E., Okano, H. Marmoset neuroscience. Neuroscience Research. 93, 1-2 (2015).
  6. Hodges, J. K., Henderson, C., Hearn, J. P. Relationship between ovarian and placental steroid production during early pregnancy in the marmoset monkey (Callithrix jacchus). Journal of Reproduction and Fertility. 69 (2), 613-621 (1983).
  7. Troilo, D., Judge, S. J. Ocular development and visual deprivation myopia in the common marmoset (Callithrix jacchus). Vision Research. 33 (10), 1311-1324 (1993).
  8. Mitchell, J. F., Leopold, D. A. The marmoset monkey as a model for visual neuroscience. Neuroscience Research. 93, 20-46 (2015).
  9. Hung, C. C., et al. Functional MRI of visual responses in the awake, behaving marmoset. NeuroImage. 120, 1-11 (2015).
  10. Gao, L., Kostlan, K., Wang, Y., Wang, X. Distinct subthreshold mechanisms underlying rate-coding principles in primate auditory cortex. Neuron. 91 (4), 905-919 (2016).
  11. Gao, L., Wang, X. Subthreshold activity underlying the diversity and selectivity of the primary auditory cortex studied by intracellular recordings in awake marmosets. Cerebral Cortex. 29 (3), 994-1005 (2019).
  12. Gao, L., Wang, X. Intracellular neuronal recording in awake nonhuman primates. Nature Protocols. 15, 3615-3631 (2020).
  13. Wang, X., et al. Corticofugal modulation of temporal and rate representations in the inferior colliculus of the awake marmoset. Cerebral Cortex. 32 (18), 4080-4097 (2022).
  14. Wang, X., et al. Selective corticofugal modulation on sound processing in auditory thalamus of awake marmosets. Cerebral Cortex. 33 (7), 3372-3386 (2022).
  15. Kajikawa, Y., et al. Coding of FM sweep trains and twitter calls in area CM of marmoset auditory cortex. Hearing Research. 239 (1-2), 107-125 (2008).
  16. Choi, D., Bruderer, A. G., Werker, J. F., et al. Sensorimotor influences on speech perception in pre-babbling infants: Replication and extension of Bruderer et al. Psychonomic Bulletin & Review. 26 (4), 1388-1399 (2019).
  17. Eliades, S. J., Miller, C. T. Marmoset vocal communication: Behavior and neurobiology. Developmental Neurobiology. 77 (3), 286-299 (2017).
  18. Roy, S., Zhao, L., Wang, X. Distinct neural activities in premotor cortex during natural vocal behaviors in a New World primate, the common marmoset (Callithrix jacchus). Journal of Neuroscience. 36 (48), 12168-12179 (2016).
  19. Simões, C. S., et al. Activation of frontal neocortical areas by vocal production in marmosets. Frontiers in Integrative Neuroscience. 4, 123 (2010).
  20. Iwanami, A., et al. Transplantation of human neural stem cells for spinal cord injury in primates. Journal of Neuroscience Research. 80 (2), 182-190 (2005).
  21. Schorscher-Petcu, A., Dupré, A., Tribollet, E. Distribution of vasopressin and oxytocin binding sites in the brain and upper spinal cord of the common marmoset. Neuroscience Letters. 461 (3), 217-222 (2009).
  22. Bowes, C., Burish, M., Cerkevich, C., Kaas, J. Patterns of cortical reorganization in the adult marmoset after a cervical spinal cord injury. Journal of Comparative Neurology. 521 (15), 3451-3463 (2013).
  23. Kondo, T., et al. Histological and electrophysiological analysis of the corticospinal pathway to forelimb motoneurons in common marmosets. Neuroscience Research. 98, 35-44 (2015).
  24. Nash, J. E., et al. Antiparkinsonian actions of ifenprodil in the MPTP-lesioned marmoset model of Parkinson’s disease. Experimental Neurology. 165 (1), 136-142 (2000).
  25. van Vliet, S. A., et al. Neuroprotective effects of modafinil in a marmoset Parkinson model: Behavioral and neurochemical aspects. Behavioural Pharmacology. 17 (5-6), 453-462 (2006).
  26. van Vliet, S. A., Vanwersch, R. A., Jongsma, M. J., Olivier, B., Philippens, I. H. Therapeutic effects of Delta9-THC and modafinil in a marmoset Parkinson model. European Neuropsychopharmacology. 18 (5), 383-389 (2008).
  27. Philippens, I. H., t Hart, B. A., Torres, G. The MPTP marmoset model of parkinsonism: a multi-purpose non-human primate model for neurodegenerative diseases. Drug Discovery Today. 15 (23-24), 985-990 (2010).
  28. Santana, M. B., et al. Spinal cord stimulation alleviates motor deficits in a primate model of Parkinson disease. Neuron. 84 (4), 716-722 (2014).
  29. Tardif, S. D., Mansfield, K. G., Ratnam, R., Ross, C. N., Ziegler, T. E. The marmoset as a model of aging and age-related diseases. ILAR Journal. 52 (1), 54-65 (2011).
  30. Sasaki, E., et al. Generation of transgenic non-human primates with germline transmission. Nature. 459, 523-527 (2009).
  31. Sasaki, E. Prospects for genetically modified non-human primate models, including the common marmoset. Neuroscience Research. 93, 110-115 (2015).
  32. Park, J. E., Sasaki, E. Assisted reproductive techniques and genetic manipulation in the common marmoset. ILAR Journal. 61 (2-3), 286-303 (2020).
  33. Smith, D., Trennery, P., Farningham, D., Klapwijk, J. The selection of marmoset monkeys (Callithrix jacchus) in pharmaceutical toxicology. Laboratory Animals. 35 (2), 117-130 (2001).
  34. Smith, T. E., Tomlinson, A. J., Mlotkiewicz, J. A., Abbott, D. H. Female marmoset monkeys (Callithrix jacchus) can be identified from the chemical composition of their scent marks. Chemical Senses. 26 (5), 449-458 (2001).
  35. Jagessar, S. A., et al. Induction of progressive demyelinating autoimmune encephalomyelitis in common marmoset monkeys using MOG34-56 peptide in incomplete freund adjuvant. Journal of Neuropathology and Experimental Neurology. 69 (4), 372-385 (2010).
  36. Kap, Y. S., Laman, J. D., ‘t Hart, B. A. Experimental autoimmune encephalomyelitis in the common marmoset, a bridge between rodent EAE and multiple sclerosis for immunotherapy development. Journal of Neuroimmune Pharmacology. 5 (2), 220-230 (2010).
  37. Carrion, R., Patterson, J. L. An animal model that reflects human disease: The common marmoset (Callithrix jacchus). Current Opinion in Virology. 2 (3), 357-362 (2012).
  38. Jagessar, S. A., et al. Overview of models, methods, and reagents developed for translational autoimmunity research in the common marmoset (Callithrix jacchus). Experimental Animals. 62 (3), 159-171 (2013).
  39. Feng, Z., et al. Biologically excretable aggregation-induced emission dots for visualizing through the marmosets intravitally: Horizons in future clinical nanomedicine. Advanced Materials. 33 (17), 2008123 (2021).
  40. Goodroe, A., et al. Current practices in nutrition management and disease incidence of common marmosets (Callithrix jacchus). Journal of Medical Primatology. 50 (3), 164-175 (2021).
  41. Power, M. L., Koutsos, L., Marini, R., Wachtman, L., Tardif, S., Mansfield, K., Fox, J. Chapter 4 – Marmoset nutrition and dietary husbandry. The Common Marmoset in Captivity and Biomedical Research. , 63-76 (2019).
  42. Gore, M. A., et al. Callitrichid nutrition and food sensitivity. Journal of Medical Primatology. 30 (3), 179-184 (2001).
  43. Hearn, J. P., Burden, F. J. Collaborative’ rearing of marmoset triplets. Laboratory Animals. 13 (2), 131-133 (1979).
  44. Cao, X., et al. Effect of a high estrogen level in early pregnancy on the development and behavior of marmoset offspring. ACS Omega. 7 (41), 36175-36183 (2022).
  45. Watakabe, A., et al. Application of viral vectors to the study of neural connectivities and neural circuits in the marmoset brain. Developmental Neurobiology. 77 (3), 354-372 (2017).
  46. Takahashi, D. Y., et al. The developmental dynamics of marmoset monkey vocal production. Science. 349 (6249), 734-738 (2015).
  47. Malukiewicz, J., et al. The gut microbiome of exudivorous marmosets in the wild and captivity. Scientific Reports. 12 (1), 5049 (2022).
  48. Shigeno, Y., et al. Comparison of gut microbiota composition between laboratory-bred marmosets (Callithrix jacchus) with chronic diarrhea and healthy animals using terminal restriction fragment length polymorphism analysis. Microbiology and Immunology. 62 (11), 702-710 (2018).
  49. Baxter, V. K., et al. Serum albumin and body weight as biomarkers for the antemortem identification of bone and gastrointestinal disease in the common marmoset. PLoS One. 8 (12), e82747 (2013).
  50. Tardif, S. D., et al. Characterization of obese phenotypes in a small nonhuman primate, the common marmoset (Callithrix jacchus). Obesity. 17 (8), 1499-1505 (2009).
  51. Wachtman, L. M., et al. Differential contribution of dietary fat and monosaccharide to metabolic syndrome in the common marmoset (Callithrix jacchus). Obesity. 19 (6), 1145-1156 (2011).
  52. Power, M. L., Ross, C. N., Schulkin, J., Ziegler, T. E., Tardif, S. D. Metabolic consequences of the early onset of obesity in common marmoset monkeys. Obesity. 21 (12), E592-E598 (2013).
  53. Shimizu, K., et al. Peer-social response in 4 juvenile marmosets represented the emotional development traits depending on family structure. Neuroscience Research. 65, S244 (2009).
  54. Schultz-Darken, N., Braun, K. M., Emborg, M. E. Neurobehavioral development of common marmoset monkeys. Developmental Psychobiology. 58 (2), 141-158 (2016).
  55. Gultekin, Y. B., Hage, S. R. Limiting parental feedback disrupts vocal development in marmoset monkeys. Nature Communications. 8, 14046 (2017).
check_url/es/65296?article_type=t

Play Video

Citar este artículo
Sun, H., Li, R., Lin, Y., Cao, X., Fan, L., Sun, G., Xie, M., Zhu, L., Yu, C., Cai, R., Lyu, C., Wang, X., Zhang, Y., Bai, S., Qi, R., Tang, B., Jia, G., Li, X., Gao, L. Hand-Rearing Method for Infant Marmosets. J. Vis. Exp. (196), e65296, doi:10.3791/65296 (2023).

View Video