Summary

유아용 마모셋의 손 기르기 방법

Published: June 09, 2023
doi:

Summary

여기에서는 동물 인큐베이터에서 새끼 마모셋을 키우는 손 사육 방법을 설명합니다. 이 방법은 마모셋 유아의 생존율을 크게 증가시켜 다양한 출생 후 환경에서 자란 유사한 유전적 배경을 가진 마모셋 유아의 발달을 연구할 수 있는 기회를 제공합니다.

Abstract

마모셋(Callithrix jacchus)은 번식률이 높은 작고 사회성이 높은 신세계 원숭이로, 생물의학 및 신경과학 연구를 위한 매력적인 비인간 영장류 모델임이 입증되었습니다. 일부 암컷은 세 쌍둥이를 낳습니다. 그러나 부모가 모두 키울 수는 없습니다. 이러한 유아를 살리기 위해 우리는 갓 태어난 마모셋을 키우는 손 양육 방법을 개발했습니다. 이 프로토콜에서는 음식의 공식, 수유 시간, 온도 및 습도 구성, 손으로 키운 유아의 식민지 환경 적응에 대해 설명합니다. 이 손 양육 방법은 마모셋 유아의 생존율을 크게 증가시키며(손 양육 미사용: 45%, 손 양육 포함: 86%) 다양한 출생 후 환경에서 자란 유사한 유전적 배경을 가진 마모셋 유아의 발달을 연구할 수 있는 기회를 제공합니다. 이 방법은 실용적이고 사용하기 쉽기 때문에 일반적인 마모셋을 사용하는 다른 실험실에도 적용될 수 있을 것으로 예상합니다.

Introduction

일반적인 마모셋(Callithrix jacchus)은 남아메리카와 중앙 아메리카가 원산지인 작고 수목이 많은 신세계 원숭이입니다. 생물 의학 연구에서 마모셋의 사용은 다른 비인간 영장류(NHP)에 비해 마모셋의 몇 가지 주요 장점으로 인해 지난 수십 년 동안 빠르게 증가했으며, 여기에는 더 작은 신체 크기, 사육 시 더 쉬운 취급 및 번식, 더 짧은 임신 기간, 더 빠른 성적 성숙 및 낮은 인수공통전염병 위험 1,2,3,4,5,6 . 커먼 마모셋은 인간과 유사한 뇌 구조와 뇌 기능을 가지고 있으며 풍부한 발성 레퍼토리와 풍부한 감정을 가진 매우 사회적인 행동을 보여줍니다. 감각 처리연구7,8,9,10,11,12,13,14, 음성 의사소통 15,16,17,18,19, 척수 손상 모델 20,21,22,23, 파킨슨병 24,25,26,27,28 및 노화 관련 질환 29. 다른 NHP와 비교하여, 일반적인 마모셋은 상대적으로 높은 번식률을 가지며, 이는 형질전환 변형(30,31,32)에 잠재적으로 유용하다. 이 영장류는 또한 약리학, 혈관 조영술, 병원체 및 면역 연구 33,34,35,36,37,38,39에서 널리 이용된다. 그러나 마모셋의 공급은 특히 중국에서 매우 제한되어 있으며 빠르게 증가하는 과학 연구 수요를 충족시킬 수 없습니다.

마모셋 군체에서는 다 자란 동물에게 하루에 한두 번 먹이를 주며, 몇몇 기관에서는 어린 마모셋의 식단을 변경한다(40). 일반적으로 새끼 마모셋은 보통 아버지나 손위 형제자매의 몸에 단단히 붙잡혀 매일 보살핌을 받고 하루에 여러 번 젖을 먹기 위해 어미에게 건네집니다. 일부 암컷 마모셋은 세 쌍둥이를 낳는데,이 경우 한두 마리의 아기가 우유 부족으로 생존 할 수 없습니다. 더욱이, 어떤 부모들은 아기에게 수유 경험이 부족하거나 그 밖의 알 수 없는 이유로 아기를 돌보지 않습니다. 이것은 많은 실험실에 큰 손실입니다. 몇몇 연구에서는 다양한 다량 영양소 구성, 비타민, 미네랄이 함유된 식품 및 포뮬러와 농축을 위한 다양한 급여 프로토콜(으깬 것, 겔화한 것, 정제된 것, 통조림)을 활용한 포획 환경에서 성체 마모셋의 영양 관리 방법을 보고했습니다.40,41,42 이전의 한 연구에서는 마모셋 세쌍둥이43에 대한 협력 양육 방법을 보고했는데, 양육자는 하루에 한 마리의 아기를 데려다가 하루 종일 손으로 먹이고 다음 날 다른 세 쌍둥이와 교환합니다. 이 방법은 유아가 부모의 보살핌을 받을 수 있게 해주지만, 매일 부모의 몸에서 유아를 잡아야 하는 숙련된 보호자가 필요하며 노동 집약적입니다. 지금까지 신생아 마모셋에 대한 상세하고 단계적인 손 양육 방법을 보고한 연구는 없습니다.

현재 연구의 목표는 마모셋 개발에 관심이 있지만 자원이 제한된 사람들에게 손 사육 방법을 제공하는 것입니다. 종전의 협력 양육 방법(43)과 달리, 현재의 방법은 유아의 가족에게 방해가 적고 배우기 쉬운 대안이다. 모유수유의 기본 규칙과 5년간의 실습을 바탕으로 사료 준비, 수유 시간표, 동물 인큐베이터의 온도 및 습도 구성, 유아 동물의 군집 환경 적응 등 유아 마모셋을 키우기 위한 손 양육 방법을 설명합니다.

Protocol

모든 실험 절차는 절강 대학의 동물 사용 및 관리 위원회의 승인을 받았으며 미국 국립보건원(NIH) 지침을 따랐습니다. 1. 주거 및 농업44 콜로니 룸을 12시간:12시간 주야간 주기, 온도 26-28°C, 상대 습도 45%-55%로 설정합니다. 2-6 세의 수컷과 암컷 마모셋을 짝지어 24 시간 환기 시스템을 갖춘 충분한 공간과 신선한 공기가있는 케이지 (…

Representative Results

체중은 동물의 신체 발달의 핵심 지표이며 이 프로토콜에서 마모셋의 건강 상태를 나타내는 지표로 사용됩니다. 이 연구에서, 손으로 기르는 동물의 체중은 나이가 들면서 점진적으로 증가했으며(그림 2A, n=16), 이는 이전 연구에서 신생아의 체중과 유사했다46. 군체의 번식 가족에 대한 교란을 최소화하기 위해 우리는 군체의 새끼 마모셋의 무게를 매일 재?…

Discussion

일반적인 마모셋은 생물 의학 및 신경 과학 연구에 매우 유용한 NHP 모델입니다. 그러나 마모셋 자원은 빠르게 증가하는 수요를 충족하기에는 너무 제한적입니다. 이 연구에서 우리는 마모셋 유아의 생존율을 높일 뿐만 아니라 출생 후 발달을 연구할 수 있는 기회를 제공하는 손 양육 방법을 개발했습니다. 이 손으로 기르는 방법은 실용적이고 배우기 쉬우므로 일반적인 마모셋을 사용하는 다른 ?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

저자는 이 원고의 초기 버전의 문법을 편집하고 다듬은 Mingxuan Li에게 감사의 뜻을 전합니다. 이 연구는 중국 저장성 자연과학재단(LD22H090003)의 지원을 받았습니다. 중국 자연과학재단(32170991 및 32071097), STI2030 주요 프로젝트 2021ZD0204100(2021ZD0204101) 및 2022ZD0205000(2022ZD0205003); 및 MOE Frontier Science Center for Brain Science & Brain-Machine Integration, Zhejiang University.

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

References

  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).
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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).

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