小鼠的擴繁和保種策略

選好了小鼠模型，然后呢？

千辛萬苦，小鼠模型終于選好了！🤣
接下來要做什么呢？🤔

當然是確定小鼠的擴繁和保種策略了！

小鼠的擴繁和保種方式不僅需要考慮小鼠的育性和繁育表現(xiàn)，也需要結(jié)合實驗設(shè)計來確定。
 
對于JAX的小鼠品系，我們在小鼠品系詳情中通常會提供小鼠模型的建議繁育體系，這些繁育體系是JAX小鼠育種專家在對小鼠品系進行繁育測試后挑選出來的最佳繁育策略。
 
需要注意的是，我們提供的最佳繁育策略適用于進行保種，卻不一定能產(chǎn)生您所需的實驗組基因型。
 
小鼠的配繁策略同時也涉及到小鼠的遺傳背景和基因型的選擇，關(guān)于這兩部分的介紹，可參考以下推文內(nèi)容：

👉小鼠大學問，10分鐘看懂小鼠遺傳背景
👉一文看懂小鼠的基因型
   
什么是小鼠繁育體系？

小鼠的繁育體系是指用于繁育的母本和父本的組合方式。規(guī)定母本在前，父本在后，中間以“ x”號隔開。以下通過幾個例子來具體說明。
 
 
繁育體系中最簡單的是近交系小鼠。由于近交系小鼠每個個體在遺傳上都是一致的，因此在同一個品系中，小鼠個體之間不存在基因型差異，也就無須在配繁策略中標示基因型，如C57BL/6J（stock# 000664）的配繁策略為：   
將兩個不同的近交系雜交到一起就形成了雜交品系，那么獲得雜交F1代的繁育體系是怎樣的呢？
 
我們以常用的B6129SF1/J (stock# 101043)為例，為了獲得該雜交F1代，我們需要將來自C57BL/6J （品系簡稱為B6J，stock# 000664）的雌鼠與來自129S1/SvlmJ (品系簡稱為129S，stock# 002448) 的雄鼠進行雜交。由于涉及到兩個不同的近交系，需要在繁育體系中對母本和父本來源的小鼠分別進行標注，因此其配繁體系就表示為：  
相應的，如果使用配繁體系129S1/SvlmJ x C57BL/6J進行繁育，獲得的F1代小鼠需表示為129SB6F1，它們在遺傳上與B6129SF1/J會存在差異，因為在兩個配繁體系中，母本和父本進行了交換。
 
 
對于基因工程小鼠或者攜帶自發(fā)突變的小鼠模型，由于它們在特定遺傳位點存在改變，相同品系不同個體根據(jù)是否攜帶突變等位基因，可以出現(xiàn)不同的基因型，因此在繁育體系中需要在母本和父本中顯示繁育所用的基因型。
 
如常用的系統(tǒng)性紅斑狼瘡模型MRL/MpJ-Faslpr/J （stock# 000485）可以有三種基因型：

▲ 純合子homozygote
▲ 雜合子heterozygote
▲ 野生型wildtype
且各基因型的小鼠均能正常繁育，因此在繁育過程中，視繁育對親本基因型的選擇不同，可以有多種配繁體系，如：
▲ Homozygote x Homozygote 表示純合子雌鼠與純合子雄鼠建立繁殖對；
▲ Heterozygote x Wildtype 表示雜合子雌鼠與野生型雄鼠建立繁殖對；
▲ Wildtype x Heterozygote 表示野生型雌鼠與雜合子雄鼠建立繁殖對，以此類推。
 
 
小鼠繁育策略選擇的注意事項

了解了小鼠繁育體系的表示方式以后，下面我們就從小鼠的育性、繁育表現(xiàn)和實驗設(shè)計來介紹繁育策略的制定流程。

在制定繁育策略時，首先需要考慮的是小鼠的育性。由于特定轉(zhuǎn)基因或者突變的存在，某些基因型的個體可能存在不育的情況，對此我們需要知道小鼠不育的表現(xiàn)是因何產(chǎn)生的。以下是幾種比較常見的情況：

1、配子無法正常產(chǎn)生，則該基因型無法進行繁育；
2、配子可以產(chǎn)生，但后續(xù)由于激素分泌途徑或者器官病變導致無法正常生育，則可以使用卵巢移植、體外受精或胚胎移植的方式進行繁育；
3、如果小鼠可以生育，但是雌鼠產(chǎn)后泌乳出現(xiàn)問題，則可以使用代乳培養(yǎng)的方式進行繁育。
 
在我們選擇合適的小鼠基因型建立繁殖對時，小鼠的繁育周期也不容忽視。
 
 
小鼠的繁育周期

小鼠的繁育周期是指小鼠的高效繁育期，通常為3到4周離乳后即建立繁殖對以后的6到8個月，小鼠可以持續(xù)高效的進行繁育，過了這段高效繁育期，小鼠還會有一定的繁殖能力，但是繁育表現(xiàn)會逐步變差。
 
不同的小鼠品系其繁育周期也不盡相同，如某些疾病模型的病理進程會嚴重縮短小鼠的繁育周期，因此我們在建立繁殖對前需要充分了解小鼠的品系特征。
 
 
雌雄配比問題

繁育體系除了基因型和繁育周期，還有雌雄配比的問題。常用的雌雄配比是一雌一雄或二雌一雄合籠交配。
一雌一雄的優(yōu)勢是方便進行譜系記錄；
而二雌一雄則可以利用繁殖籠中兩只雌鼠之間形成的“阿姨效應”，更好的照顧幼鼠。
  
我們通常建議雌雄鼠在建立繁殖對之后始終保持繁殖對合籠飼養(yǎng)，這樣不僅可以利用雌鼠的產(chǎn)后發(fā)情期提高繁殖效率，還可以減少雌鼠的焦慮感，改善母性。

當然，對于某些繁育周期特別短的雄鼠，為了充分利用雄鼠的繁殖期，我們也會建議采用雌鼠輪換的策略進行繁殖，即將雄鼠放入到含有兩只雌鼠的繁殖籠中建立繁殖對，過一周之后將雄鼠取出放入另外一籠含有兩只雌鼠的繁殖籠中繼續(xù)交配，即每周都會將雄鼠放入到新的含有未懷孕雌鼠的繁殖籠中，讓雄鼠盡可能的與不同的雌鼠進行交配，在短期內(nèi)產(chǎn)生盡可能多的后代。
 
 
小鼠品系的遺傳背景

在制定繁育策略的時候，還需要考慮小鼠品系的遺傳背景在繁育過程中是否會發(fā)生改變。小鼠的遺傳背景差異可能會導致相同的突變或轉(zhuǎn)基因表現(xiàn)出不同的表型（點擊查看：👉相同突變不同表型？專業(yè)手冊指南為您答疑解惑）。

為了在繁育過程中維持品系表型的穩(wěn)定性，我們需要保持小鼠的遺傳背景在繁育過程中不發(fā)生改變，不同遺傳背景下涉及到野生型小鼠的繁育注意事項 （點擊查看：👉小鼠大學問，10分鐘看懂小鼠遺傳背景 ）。
 
 
實驗設(shè)計

最后還需要考慮您的實驗設(shè)計。如使用純合子繁育只能獲得純合子；使用雜合子繁育會獲得野生型，雜合子及純合子；使用雜合子與野生型繁育可獲得雜合子與野生型等等。
 
您在選擇的時候需要綜合考慮實驗所需的基因型和是否需要不同基因型的對照組來設(shè)置。
 
 
實例分析

下面我們就通過幾個例子來介紹如何綜合考慮以上列出的影響因素，設(shè)置合理的小鼠配繁體系。
 
 
案例一

B6;C3-Tg(APPswe,PSEN1dE9)85Dbo/Mmjax（stock# 004462）是常用的家族性阿爾茲海默癥（AD）小鼠模型，為C57BL/6和C3H的混合遺傳背景。該品系的轉(zhuǎn)基因半合子就可以發(fā)展出疾病表型，因此可以使用轉(zhuǎn)基因半合子小鼠與野生型小鼠建立繁殖對進行保種或產(chǎn)生實驗組小鼠基因型，繁育體系為：Noncarrier x Hemizygote和Hemizygote x Noncarrier，表示雌性或雄性半合子均可以與野生型配對繁育。如果是基因突變小鼠品系，類似的繁育體系可以表示為Wildtype x Heterozygote和 Heterozygote x Wildtype。有時，繁育體系中的noncarrier或wildtype也會表示為+/+ sibling，表示野生型或不攜帶轉(zhuǎn)基因的同胞兄弟姐妹。
 
當品系B6;C3-Tg(APPswe,PSEN1dE9)85Dbo/Mmjax（stock# 004462）回交到C57BL/6J近交系，形成C57BL/6J 同源遺傳背景的B6.Cg-Tg(APPswe,PSEN1dE9)85Dbo/Mmjax（stock# 005864）品系后，其繁育策略也與混合背景上的品系004462不同。品系005864可以采用野生型雌鼠與轉(zhuǎn)基因半合子雄鼠進行繁育(Noncarrier x Hemizygote)。由于該品系已經(jīng)同源到C57BL/6J遺傳背景，因此也可以使用C57BL/6J雌鼠與轉(zhuǎn)基因半合子雄鼠進行繁育（C57BL/6J x Hemizygote）。

案例二

B6;C3-Tg(Prnp-SNCA*A53T)83Vle/J（stock# 004479）是常用的家族性帕金森病（PD）小鼠模型。純合子小鼠會發(fā)展出嚴重的運動障礙，導致癱瘓，半合子小鼠也會發(fā)展出類似的疾病表型，但是其發(fā)病時間比純合子小鼠要晚好幾個月。這個品系的純合子的無效交配概率較高，且雄性純合子非常好斗，因此為了獲得相對較好的繁育表現(xiàn)，建議使用純合子雌鼠與半合子雄鼠繁育（Homozygote x Hemizygote），或半合子雌鼠與半合子雄鼠繁育 （Hemizygote x Hemizygote）。用以上方法繁育獲得的半合子或野生型小鼠可以根據(jù)實驗需求作為純合子實驗組的對照。

案例三

B6CBA-Tg(HDexon1)62Gpb/1J（stock# 002810）是常用的亨廷頓舞蹈癥（HD）小鼠模型，為相當于C57BL/6J雌鼠和CBA/J 雄鼠的雜交F2代的混合遺傳背景，用B6CBA表示。為了保持其最大化混合兩個品系的遺傳背景，繁育時每一代都需要和C57BL/6J雌鼠與CBA/J雄鼠產(chǎn)生的F1代小鼠B6CBAF1（stock# 100011）進行雜交。該品系的半合子雌性不育，但配子發(fā)生正常，而半合子雄性只有3-4個星期的繁育窗口期，因此對于這個品系，可以采用B6CBAF1雌性與轉(zhuǎn)基因半合子雄性進行繁育（B6CBAF1 x Hemizygote）。
 
此外，由于該品系轉(zhuǎn)基因雌鼠的配子發(fā)生正常，因此也可以使用卵巢移植的方式使用半合子雌性與B6CBAF1雄性進行繁育（Ovarian Transplant (Hemizygote) x B6CBAF1）以克服雌性半合子不育且雄性半合子繁育窗口期太短的問題，其中雌性卵巢移植的受體小鼠為B6CBAF1雌鼠。
 
案例四

FVB/N-Tg(MMTV-Notch4)3Rnc/J (stock# 002437) 是一個可自發(fā)成瘤的癌癥小鼠模型。該品系的轉(zhuǎn)基因半合子雄鼠不育，半合子雌鼠6周齡開始就會產(chǎn)生腫瘤，且無法泌乳，因此繁育策略只能選擇轉(zhuǎn)基因半合子雌鼠與野生型雄鼠進行繁育（Hemizygote x Noncarrier）,小鼠出生后需要將幼崽通過代乳培養(yǎng)才能存活。
 

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好了，看完了這篇文章，您是不是對小鼠的配繁策略有了更深的了解了?還有問題？

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