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無菌飼料小知識
發(fā)布時間：
2019-12-06 13:03
來源：
在生物醫(yī)學研究中，無菌(germ free，GF)動物具有十分廣泛的應用，包括免疫學、微生物學、老年醫(yī)學、藥理學、照射病學等許多領域。鑒于GF動物的特殊價值，利用GF動物發(fā)表 SCI 論文近年來在國內外快速增加( 以無菌小鼠為例，見圖 1)[1]。
圖 1 無菌小鼠應用發(fā)表 SCI 論文快速增加
GF動物主要通過無菌剖宮產手術或無菌胚胎移植進行無菌化而獲得，并且利用無菌飼養(yǎng)方法維持于無菌隔離器中[2]。由于 GF動物體內外不攜帶任何生物體，由此可排除生物對于實驗結果的干擾，從而明顯提高實驗的敏感性、重復性，并有利于探究生命活動基本規(guī)律。目前GF動物的應用研究大體形成了四種通用模式( 如圖2所示) [1, 3]，各種研究模式可交叉綜合應用于研究中，為綜合研究菌群在疾病發(fā)生發(fā)展中的作用提供了技術途徑及研究模式。
圖2無菌動物應用研究的四種通用模式
能否飼養(yǎng)出質量合格的GF動物的關鍵是有無適合GF動物生長發(fā)育的營養(yǎng)配方飼料。鑒于GF動物的生長環(huán)境為無菌環(huán)境， GF動物的飼料也需要做無菌化處理。目前應用于飼料行業(yè)的主流滅菌方法為高壓滅菌和輻照滅菌，但兩者對飼料的營養(yǎng)成分均有一定的影響。有研究報道121 ℃ 60分鐘左右滅菌后可達無菌要求，精氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、酪氨酸損失在25%以下，維生素A、B1、B2、B6損失較多，一般成分和無機鹽無明顯變化，室溫下隔離器內最高保存10天 [4];飼料經50 KGy60CO-γ射線輻照滅菌后可達無菌要求，飼料粗蛋白、蛋氨酸明顯減少，維生素A、E、B1、B6少量減少，其它營養(yǎng)成分無明顯變化[5]，密封可保存12個月，且GF動物飼料輻照殺菌的最低有效劑量為25KGy，最高耐受劑量為 50 KGy[6]。
當然GF動物飼料除了保證無菌外也應結合GF動物特點關注無菌動物的營養(yǎng)需要，但目前國內外并沒有關于無菌動物飼料營養(yǎng)的有關標準。早期有研究指出GF小鼠的采食量比普通小鼠采食量大，但其糞中排泄的營養(yǎng)物質也較普通小鼠多[7]。后續(xù)也有研究表明，GF動物的能量需求同普通動物一致，但是其代謝率比普通動物低20%-30%[8]。也有人指出，利用普通小鼠2/3的賴氨酸添加水平飼料飼喂GF小鼠能夠得到最大生長速率[9]。
由于GF動物的腸道內沒有微生物，其自身無法合成 B 族維生素及維生素 K[10]，所以GF動物的飼料中應尤其關注維生素的添加水平。李文霞等人[11]利用輻照后的AIN-93G飼料飼喂GF昆明小鼠導致小鼠體型瘦弱，出現明顯的脊柱凸起，毛發(fā)粘染臟亂;而在AIN-93G飼料基礎上提高維生素水平，經高劑量輻照后(50KGy)飼喂GF昆明小鼠發(fā)現生長繁殖情況均正常，表明額外添加維生素能夠滿足繁殖階段GF小鼠的身體需求。
截止至今，關于GF動物的營養(yǎng)需要研究并不多，多數研究距今比較久遠且結論不一，基于GF動物培育及營養(yǎng)需求研究現狀，我們需要進行更多的研究來確定一個GF動物的營養(yǎng)標準。
參考文獻
1. 曾本華，魏泓, 建立我國規(guī)模化無菌動物高效研究應用體系 ， 中國實驗動物學報 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, 曾本華, 無菌動物與微生態(tài)學專題教學改革實踐. 中國微生態(tài)學雜志, (3).
4. 岳秉飛, 飼料滅菌研究概況. 飼料工業(yè), (04): p. 35-36.
5. 張采, (60)~Co輻照飼料的試驗研究 J 上海實驗動物科學. (04): p. 48-51.
6. 朱佳廷, 飼料輻照殺菌技術規(guī)范的研究. 江蘇農業(yè)科學, (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, 無菌小鼠營養(yǎng)配方的初步研究. 第三軍醫(yī)大學.
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