Summary

طريقة التربية اليدوية لصغار المرموسيت

Published: June 09, 2023
doi:

Summary

هنا ، نصف طريقة تربية يدوية لتربية المرموسيت في حاضنة. تزيد هذه الطريقة بشكل كبير من معدل بقاء الرضع المرموسيت ، مما يوفر الفرصة لدراسة تطور أطفال المرموسيت ذوي الخلفيات الوراثية المماثلة التي نشأت في بيئات مختلفة بعد الولادة.

Abstract

المرموسيت الشائع (Callithrix jacchus) هو صغير واجتماعي للغاية من العالم الجديد مع معدلات تكاثر عالية ، والذي ثبت أنه نموذج رئيسي غير بشري مقنع لأبحاث الطب الحيوي وعلم الأعصاب. بعض الإناث تلد ثلاثة توائم. ومع ذلك ، لا يمكن للوالدين تربيتهم جميعا. لإنقاذ هؤلاء الأطفال ، قمنا بتطوير طريقة تربية يدوية لتربية المرموسيت حديثي الولادة. في هذا البروتوكول ، نصف صيغة الطعام ، ووقت التغذية ، وتكوين درجة الحرارة والرطوبة ، وكذلك تكيف الرضع الذين يتم تربيتهم يدويا مع بيئة المستعمرة. تزيد طريقة التربية اليدوية هذه بشكل كبير من معدل بقاء أطفال المرموسيت (بدون تربية يدوية: 45٪ ؛ مع التربية اليدوية: 86٪) وتوفر الفرصة لدراسة نمو أطفال المرموسيت ذوي الخلفيات الوراثية المماثلة التي نشأت في بيئات مختلفة بعد الولادة. نظرا لأن الطريقة عملية وسهلة الاستخدام ، فإننا نتوقع أنه يمكن تطبيقها أيضا على المختبرات الأخرى التي تعمل مع marmosets الشائعة.

Introduction

المرموسيت الشائع (Callithrix jacchus) هو صغير وشجري من العالم الجديد نشأ من أمريكا الجنوبية والوسطى. نما استخدام المرموسيت في البحوث الطبية الحيوية بسرعة على مدى العقود الماضية بسبب العديد من المزايا الرئيسية للمارموسيت مقارنة بالرئيسيات الأخرى غير البشرية (NHPs) ، بما في ذلك حجم جسمها الأصغر ، وسهولة التعامل معها وتربيتها في الأسر ، ووقت الحمل الأقصر ، والنضج الجنسي المبكر ، وانخفاض مخاطر الحيوانية المنشأ1،2،3،4،5،6. يحتوي المرموسيت الشائع على بنية دماغية ووظيفة دماغية مماثلة للبشر ويعرض ذخيرة غنية من الأصوات والسلوك الاجتماعي للغاية مع مشاعر غنية. إنه نموذج NHP مقنع لأنواع مختلفة من دراسات علم الأعصاب ، مثل الدراسات حول المعالجة الحسية7،8،9،10،11،12،13،14 ، التواصل الصوتي 15،16،17،18،19 ، نماذج إصابة الحبل الشوكي 20، 21،22،23 ، مرض باركنسون24،25،26،27،28 ، والأمراض المرتبطة بالعمر 29. بالمقارنة مع NHPs الأخرى ، فإن marmoset المشترك لديه معدل تكاثر مرتفع نسبيا ، وهو أمر يحتمل أن يكون مفيدا للتعديل الوراثي30،31،32. يستخدم هذا الرئيسيات أيضا على نطاق واسع في علم الأدوية وتصوير الأوعية والدراسات الممرضة والمناعة33،34،35،36،37،38،39. ومع ذلك ، لا يزال المعروض من marmosets محدودا للغاية ، خاصة في الصين ، ولا يمكنه تلبية الاحتياجات المتزايدة بسرعة للبحث العلمي.

في مستعمرات المرموسيت ، يتم تغذية البالغة مرة أو مرتين في اليوم ، ويغير عدد قليل من المؤسسات النظام الغذائي للصغار40. بشكل عام ، عادة ما تمسك المرموسيت الرضيعة بقوة بجسم الأب أو الأشقاء الأكبر سنا للرعاية اليومية ويتم تسليمها إلى الأم عدة مرات يوميا للحليب. تلد بعض إناث المرموسيت ثلاثة توائم ، وفي هذه الحالة ، لا يستطيع طفل أو طفلان البقاء على قيد الحياة بسبب نقص الحليب ؛ علاوة على ذلك ، لا يعتني بعض الآباء بأطفالهم لأنهم يفتقرون إلى الخبرة في التمريض أو لأسباب أخرى غير معروفة. هذه خسارة كبيرة للعديد من المختبرات. أبلغت بعض الدراسات عن طرق إدارة التغذية لحيوانات المرموسيت البالغة في البيئاتالأسيرة 40،41،42 باستخدام الأطعمة والصيغ ذات تركيبات المغذيات الكبيرة المختلفة والفيتامينات والمعادن ، بالإضافة إلى بروتوكولات التغذية المختلفة للتخصيب (المهروسة أو الهلامية أو المنقاة أو المعلبة)2,41. أفادت إحدى الدراسات السابقة عن طريقة تربية تعاونية لثلاثة توائم من المرموسيت43 ، حيث يأخذ مقدمو الرعاية رضيعا واحدا يوميا ، ويطعمونه يدويا طوال اليوم ، ويتبادلونه بآخر من التوائم الثلاثة في اليوم التالي. على الرغم من أن هذه الطريقة تسمح للرضع بالحصول على رعاية الوالدين ، إلا أنها تتطلب مقدم رعاية متمرسا لأخذ الرضيع من جسم الوالدين كل يوم وهي كثيفة العمالة. حتى الآن ، لم تبلغ أي دراسة عن طريقة مفصلة لتربية اليدين خطوة بخطوة لمارموسيت حديثي الولادة.

الهدف من الدراسة الحالية هو توفير طريقة تربية يدوية للمهتمين بتنمية المرموسيت ولكن بموارد محدودة. على عكس طريقة التربية التعاونية السابقة43 ، فإن الطريقة الحالية هي بديل يسبب إزعاجا أقل لعائلة الرضيع ويسهل تعلمه. استنادا إلى القواعد الأساسية للرضاعة الطبيعية و 5 سنوات من الممارسة ، تصف هذه الورقة طريقة تربية يدوية لتربية المرموسيت التي تشمل إعداد الطعام ، وجدول زمني للتغذية ، وتكوين درجة حرارة ورطوبة حاضنة ، وكذلك تكيف الرضيعة مع بيئة المستعمرة.

Protocol

تمت الموافقة على جميع الإجراءات التجريبية من قبل لجنة استخدام ورعاية بجامعة تشجيانغ واتبعت إرشادات المعاهد الوطنية للصحة (NIH). 1. السكن وتربيةالماشية 44 اضبط غرفة المستعمرة على دورة نهارية / ليلية مدتها 12 ساعة: 12 ساعة ، ودرجة الحرارة عند 26-28 درجة مئو…

Representative Results

وزن الجسم هو مؤشر رئيسي لنمو جسم ويستخدم كمؤشر للحالة الصحية للمارموسيت في هذا البروتوكول. في هذا العمل ، زادت أوزان أجسام التي يتم تربيتها يدويا تدريجيا مع تقدم العمر (الشكل 2 أ ، ن = 16) ، على غرار أوزان الأطفال حديثي الولادة في دراسة سابقة46. لتقليل الاضطراب الذ?…

Discussion

المارموسيت الشائع هو نموذج NHP مفيد للغاية لأبحاث الطب الحيوي وعلم الأعصاب. ومع ذلك ، فإن موارد المرموسيت محدودة للغاية لتلبية الاحتياجات المتزايدة بسرعة. في هذا العمل ، قمنا بتطوير طريقة تربية يدوية لا تزيد من معدل بقاء أطفال المرموسيت فحسب ، بل توفر أيضا فرصة لدراسة تطورهم بعد الولادة. طر…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

يود المؤلفون أن يشكروا Mingxuan Li على تحريره لقواعد وتلميع النسخة المبكرة من هذه المخطوطة. تم دعم هذا العمل من قبل مؤسسة العلوم الطبيعية في مقاطعة تشجيانغ في الصين (LD22H090003) ؛ مؤسسة العلوم الطبيعية في الصين (32170991 و 32071097) ، STI2030 المشاريع الكبرى 2021ZD0204100 (2021ZD0204101) و 2022ZD0205000 (2022ZD0205003) ؛ ومركز العلوم الحدودية التابع لوزارة التربية والتعليم لعلوم الدماغ والتكامل بين الدماغ والآلة ، جامعة تشجيانغ.

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).
check_url/65296?article_type=t

Play Video

Cite This Article
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