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无菌饲料小知识

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无菌饲料小知识

  • 分类:研发进展
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  • 发布时间:2019-12-06
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无菌饲料小知识

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  在生物医学研究中,无菌(germ free,GF)动物具有十分广泛的应用,包括免疫学、微生物学、老年医学、药理学、照射病学等许多领域。鉴于GF动物的特殊价值,利用GF动物发表 SCI 论文近年来在国内外快速增加( 以无菌小鼠为例,见图 1)[1]。

  图 1 无菌小鼠应用发表 SCI 论文快速增加

  GF动物主要通过无菌剖宫产手术或无菌胚胎移植进行无菌化而获得,并且利用无菌饲养方法维持于无菌隔离器中[2]。由于 GF动物体内外不携带任何生物体,由此可排除生物对于实验结果的干扰,从而明显提高实验的敏感性、重复性,并有利于探究生命活动基本规律。目前GF动物的应用研究大体形成了四种通用模式( 如图2所示) [1, 3],各种研究模式可交叉综合应用于研究中,为综合研究菌群在疾病发生发展中的作用提供了技术途径及研究模式。

  图2无菌动物应用研究的四种通用模式

  能否饲养出质量合格的GF动物的关键是有无适合GF动物生长发育的营养配方饲料。鉴于GF动物的生长环境为无菌环境, GF动物的饲料也需要做无菌化处理。目前应用于饲料行业的主流灭菌方法为高压灭菌和辐照灭菌,但两者对饲料的营养成分均有一定的影响。有研究报道121 ℃ 60分钟左右灭菌后可达无菌要求,精氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、酪氨酸损失在25%以下,维生素A、B1、B2、B6损失较多,一般成分和无机盐无明显变化,室温下隔离器内最高保存10天 [4];饲料经50 KGy60CO-γ射线辐照灭菌后可达无菌要求,饲料粗蛋白、蛋氨酸明显减少,维生素A、E、B1、B6少量减少,其它营养成分无明显变化[5],密封可保存12个月,且GF动物饲料辐照杀菌的最低有效剂量为25KGy,最高耐受剂量为 50 KGy[6]。

  当然GF动物饲料除了保证无菌外也应结合GF动物特点关注无菌动物的营养需要,但目前国内外并没有关于无菌动物饲料营养的有关标准。早期有研究指出GF小鼠的采食量比普通小鼠采食量大,但其粪中排泄的营养物质也较普通小鼠多[7]。后续也有研究表明,GF动物的能量需求同普通动物一致,但是其代谢率比普通动物低20%-30%[8]。也有人指出,利用普通小鼠2/3的赖氨酸添加水平饲料饲喂GF小鼠能够得到最大生长速率[9]。

  由于GF动物的肠道内没有微生物,其自身无法合成 B 族维生素及维生素 K[10],所以GF动物的饲料中应尤其关注维生素的添加水平。李文霞等人[11]利用辐照后的AIN-93G饲料饲喂GF昆明小鼠导致小鼠体型瘦弱,出现明显的脊柱凸起,毛发粘染脏乱;而在AIN-93G饲料基础上提高维生素水平,经高剂量辐照后(50KGy)饲喂GF昆明小鼠发现生长繁殖情况均正常,表明额外添加维生素能够满足繁殖阶段GF小鼠的身体需求。

  截止至今,关于GF动物的营养需要研究并不多,多数研究距今比较久远且结论不一,基于GF动物培育及营养需求研究现状,我们需要进行更多的研究来确定一个GF动物的营养标准。

  参考文献

  1. 曾本华,魏泓, 建立我国规?;蘧锔咝а芯坑τ锰逑?, 中国实验动物学报 2017. 25(6): p. 648-653.

  2. Jose′ Inzunza, T.M., Mona Fartoo , Elisabeth Norin Germfree status of mice obtained by embryo transfer in an isolator environment. 2005. 39(4): p. 421-427.

  3. 魏泓, 曾本华, 无菌动物与微生态学专题教学改革实践. 中国微生态学杂志, (3).

  4. 岳秉飞, 饲料灭菌研究概况. 饲料工业, (04): p. 35-36.

  5. 张采, (60)~Co辐照饲料的试验研究 J 上海实验动物科学. (04): p. 48-51.

  6. 朱佳廷, 饲料辐照杀菌技术规范的研究. 江苏农业科学, (04): p. 103-106.

  7. Coates, M.E., H.A. Gordon, B.S. Wostmann, The germ-free animal in research. 1968.

  8. Sewell, D.L., et al., Oxidative energy metabolism in germ-free and conventional rat liver mitochondria. 1975. 228(2): p. 526-9.

  9. ?těpánková, R.J.F.M., Rearing germfree rats and rabbits. 1979. 24(1): p. 11-15.

  10. Wostmann, B.S., THE GERMFREE ANIMAL IN NUTRITIONAL STUDIES. 1981. 1(1): p. 257-279.

  11. 李文霞, 无菌小鼠营养配方的初步研究. 第三军医大学.

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