Handaufzuchtmethode für Weißbüschelaffenbabys

Zusammenfassung

Hier beschreiben wir eine Handaufzuchtmethode zur Aufzucht von Weißbüschelaffenbabys in einem Tierbrutkasten. Diese Methode erhöht die Überlebensrate von Weißbüschelaffen-Säuglingen erheblich, was die Möglichkeit bietet, die Entwicklung von Weißbüschelaffen-Säuglingen mit ähnlichem genetischen Hintergrund zu untersuchen, die in verschiedenen postnatalen Umgebungen aufwachsen.

Zusammenfassung

Der Weißbüschelaffe (Callithrix jacchus) ist ein kleiner und sehr sozialer Neuweltaffe mit hohen Fortpflanzungsraten, der sich als überzeugendes nicht-menschliches Primatenmodell für die biomedizinische und neurowissenschaftliche Forschung erwiesen hat. Einige Weibchen bringen Drillinge zur Welt; Die Eltern können jedoch nicht alle erziehen. Um diese Säuglinge zu retten, haben wir eine Handaufzuchtmethode für neugeborene Weißbüschelaffen entwickelt. In diesem Protokoll beschreiben wir die Rezeptur des Futters, die Zeit für die Fütterung, die Konfiguration der Temperatur und Luftfeuchtigkeit sowie die Anpassung der von Hand aufgezogenen Säuglinge an die Umgebung der Kolonie. Diese Handaufzuchtmethode erhöht die Überlebensrate von Weißbüschelaffen-Säuglingen signifikant (ohne Handaufzucht: 45%; mit Handaufzucht: 86%) und bietet die Möglichkeit, die Entwicklung von Weißbüschelaffen-Säuglingen mit ähnlichem genetischen Hintergrund zu untersuchen, die in verschiedenen postnatalen Umgebungen aufwachsen. Da die Methode praktisch und einfach anzuwenden ist, gehen wir davon aus, dass sie auch in anderen Laboren angewendet werden könnte, die mit Weißbüschelaffen arbeiten.

Einleitung

Der Weißbüschelaffe (Callithrix jacchus) ist ein kleiner und baumbewohnender Neuweltaffe, der aus Süd- und Mittelamerika stammt. Die Verwendung von Weißbüschelaffen in der biomedizinischen Forschung hat in den letzten Jahrzehnten rapide zugenommen, was auf mehrere wichtige Vorteile von Weißbüschelaffen im Vergleich zu anderen nichtmenschlichen Primaten (NHPs) zurückzuführen ist, darunter ihre geringere Körpergröße, einfachere Handhabung und Zucht in Gefangenschaft, kürzere Tragzeit, frühere sexuelle Reifung und geringeres Zoonoserisiko 1,2,3,4,5,6 . Der Weißbüschelaffe hat eine ähnliche Gehirnstruktur und Gehirnfunktion wie der Mensch und zeigt ein reiches Repertoire an Lautäußerungen und ein sehr soziales Verhalten mit reichen Emotionen. Es ist ein überzeugendes NHP-Modell für verschiedene Arten von neurowissenschaftlichen Studien, wie z. B. Studien zur sensorischen Verarbeitung 7,8,9,10,11,12,13,14, zur stimmlichen Kommunikation 15,16,17,18,19^, Modelle zur Rückenmarksverletzung ²⁰,^21,22,23, Parkinson-Krankheit 24,25,26,27,28 und altersbedingte Krankheiten ²⁹. Im Vergleich zu anderen NHPs hat der Weißbüschelaffe eine relativ hohe Reproduktionsrate, was für die transgene Modifikation nützlich sein^{könnte 30,31,32}. Dieser Primat wird auch häufig in der Pharmakologie, Angiographie sowie in Erreger- und Immunstudien eingesetzt 33,34,35,36,37,38,39. Das Angebot an Weißbüschelaffen ist jedoch vor allem in China nach wie vor sehr begrenzt und kann den schnell wachsenden Bedarf der wissenschaftlichen Forschung nicht decken.

In Weißbüschelaffenkolonien werden die erwachsenen Tiere ein- bis zweimal täglich gefüttert, und einige wenige Einrichtungen ändern die Ernährung für junge Weißbüschelaffen⁴⁰. In der Regel klammern sich Weißbüschelaffenbabys für die tägliche Pflege fest an den Körper des Vaters oder der älteren Geschwister und werden der Mutter mehrmals täglich zur Milch gereicht. Einige Weißbüschelaffenweibchen bringen Drillinge zur Welt, und in diesem Fall können ein oder zwei Säuglinge aufgrund von Milchmangel nicht überleben. Darüber hinaus kümmern sich einige Eltern nicht um ihre Säuglinge, weil ihnen die Erfahrung in der Pflege fehlt oder aus anderen unbekannten Gründen. Das ist für viele Labore ein großer Verlust. Einige Studien haben über Methoden des Ernährungsmanagements für erwachsene Weißbüschelaffen in Gefangenschaft berichtet 40,41,42 unter Verwendung von Lebensmitteln und Formeln mit unterschiedlichen Makronährstoffzusammensetzungen, Vitaminen und Mineralien sowie über verschiedene Fütterungsprotokolle zur Anreicherung (püriert, geliert, gereinigt oder in Dosen)^2,41. Eine frühere Studie berichtete über eine kollaborative Aufzuchtmethode für Weißbüschelaffen-Drillinge⁴³, bei der die Betreuer einen Säugling pro Tag nehmen, ihn den ganzen Tag über von Hand füttern und am nächsten Tag gegen einen anderen der Drillinge austauschen. Obwohl diese Methode es den Säuglingen ermöglicht, elterliche Fürsorge zu erhalten, erfordert sie eine erfahrene Pflegekraft, um den Säugling jeden Tag aus dem Körper der Eltern zu nehmen, und ist arbeitsintensiv. Bisher gibt es keine Studie, die über eine detaillierte, schrittweise Handaufzuchtmethode für neugeborene Weißbüschelaffen berichtet.

Das Ziel der aktuellen Studie ist es, eine Handaufzuchtmethode für diejenigen bereitzustellen, die an der Entwicklung von Weißbüschelaffen interessiert sind, aber nur über begrenzte Ressourcen verfügen. Im Gegensatz zur bisherigen kollaborativen Aufzuchtmethode⁴³ ist die jetzige Methode eine Alternative, die die Familie des Säuglings weniger stört und leicht zu erlernen ist. Basierend auf den Grundregeln des Stillens und 5 Jahren Praxis beschreibt diese Arbeit eine Handaufzuchtmethode für die Aufzucht von Weißbüschelaffenbabys, die die Zubereitung des Futters, einen Zeitplan für die Fütterung, die Konfiguration der Temperatur und Luftfeuchtigkeit des Tierbrutkastens sowie die Anpassung der Jungtiere an die Umgebung der Kolonie umfasst.

Protokoll

Alle experimentellen Verfahren wurden vom Animal Use and Care Committee der Zhejiang University genehmigt und folgten den Richtlinien der National Institutes of Health (NIH).

1. Unterbringung und Viehzucht⁴⁴

1. Stellen Sie den Kolonieraum mit einem Tag/Nacht-Zyklus von 12 Stunden zu 12 Stunden, einer Temperatur von 26-28 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 45 % bis 55 % ein.
2. Paaren Sie männliche und weibliche Weißbüschelaffen im Alter von 2-6 Jahren und halten Sie sie in Käfigen (850 mm x 800 mm x 800 mm) mit ausreichend Platz und frischer Luft mit einem 24-Stunden-Belüftungssystem.
3. Stellen Sie Ruhebretter, Schaukeln, Sitzstangen und Hängematten in den Käfigen bereit.
4. Füttern Sie das Weißbüschelaffenpaar zweimal täglich mit frischem Wasser und 30-40 g Futter, einschließlich Getreide, Eiern, Süßkartoffeln, Honig, Obst, Gemüse und Mehlwürmern.
   HINWEIS: Tierärzte und Versuchsleiter müssen die Tiereinrichtung mindestens einmal täglich inspizieren, um sicherzustellen, dass kranke Personen sofort diagnostiziert und behandelt werden.

2. Vorbereitung vor der Geburt der Weißbüschelaffen-Säuglinge

1. Pflege der trächtigen Weißbüschelaffen
   ANMERKUNG: Der Zeitpunkt der Empfängnis wurde durch Abtasten diagnostiziert (typischerweise 10-20 Tage nach Beginn der Embryonalperiode), und wir bezogen uns auch auf die Fortpflanzungsgeschichte der tierischen Probanden.
   1. Sorgen Sie für einen größeren Raum und minimale menschliche Störung für die Brutpaare.
   2. Füttern Sie die Brutpaare mit zusätzlichem Futter wie Mehlwürmern, Eiern, Joghurt und Trockenfrüchten, um die Ernährung der Weibchen zu gewährleisten.
   3. Kümmere dich um die trächtigen Weißbüschelaffen und kontrolliere sie häufig, um sie auf ihre Geburt vorzubereiten.
      HINWEIS: Die Tragzeit des Weißbüschelaffen wird auf 148 Tage ±^{4,3 Tage geschätzt 45}.
2. Bereiten Sie die folgenden Gegenstände vor: einen Brutkasten für Tiere (855 mm [B] x 470 mm [L] x 440 mm [H]), Einweg-Windeleinlagen (M/L-Größen), Babyfeuchttücher, Plüschtiere (Abbildung 1A), Spielzeugrollen (Abbildung 1B), Klettergerüste (Abbildung 1B), Decken (10 cm x 10 cm, Abbildung 1C) und eine elektronische Waage (Genauigkeit von 0,2 g, Abbildung 1F).
   HINWEIS: Um ein Aufhängen von Tieren zu vermeiden, sollten die Plüschtiere keine Schlaufenstrukturen haben.
3. Zubereitung von Lebensmitteln und Fütterungsgeräten
   1. Bereiten Sie folgende Artikel vor: Babynahrung (geeignet für Kinder im Alter von 0 bis 12 Monaten), Babyreispaste (geeignet für Kinder im Alter von 0 bis 6 Monaten), Wasserkocher, Becherglas (100 ml), Heizkissen, Wiegeschale aus Kunststoff (80 mm x 80 mm x 22 mm, Abbildung 1D), sterile Zentrifugenröhrchen (50 ml), sterile Einwegspritzen (1-5 ml), intravenöse Injektoren (für maßgefertigte Fließsauger) (Abbildung 1E), und Tupfer (80-100 cm).
      HINWEIS: Um einen Sauger für die Fütterung herzustellen, wird ein Schnitt 1 cm vom Ende eines intravenösen Injektors entfernt, der an einer Spritze befestigt ist (Abbildung 1E).
4. Vorbereitung des Aufzeichnungsformulars
   1. Bereiten Sie für jedes Weißbüschelaffenbaby ein Formular vor, das in der Regel mehrere Seiten lang ist, um grundlegende Informationen wie Name, Geburtsdatum, Geburtsgewicht, Eltern, andere grundlegende Informationen von Interesse wie Kopfumfang und Schwanzlänge, Zuchtinformationen wie Brutdatum und -zeit, die Menge (ml) der Nahrungsaufnahme, den Stuhlzustand (ja/nein, hart/locker) sowie die Temperatur und Luftfeuchtigkeit des Inkubators.
      HINWEIS: In der Regel wird das Körpergewicht zweimal täglich gemessen und aufgezeichnet, einmal vor der ersten Mahlzeit und einmal vor der letzten Mahlzeit.

Abbildung 1: Fotos der Gegenstände im Inkubator und der Fütterungswerkzeuge und des Zubehörs. a) Plüschtiere; (B) Spielzeugrollen und Klettergerüste; (C) Decke; d) Wiegeschale aus Kunststoff; (E) intravenöser Injektor und Spritze mit einem speziell angefertigten Zuführnippel; (F) elektronische Waage; (G) Betreuungsperson mit persönlicher Schutzausrüstung. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

3. Handaufzucht

1. Reinigen und sterilisieren Sie den Raum vor dem Entbindungstermin.
   1. Sprühen Sie hypochlorige Säure oder 75%igen Ethylalkohol auf den Boden und den Tisch, lassen Sie sie 30 Sekunden einwirken, wischen Sie dann den Tisch ab und wischen Sie den Boden.
2. Stellen Sie die Temperatur des Inkubators auf 35 °C und die Luftfeuchtigkeit auf 40 % ein. Um den Grundtemperaturbedarf von Weißbüschelaffen zu simulieren, wie Tabelle 1 zeigt, sollte die Temperatur des Inkubators vor dem 14. Tag nach der Geburt (P14) in der Regel bei 35 °C gehalten und ab P15 alle 3 Tage um 0,5 °C gesenkt werden. Halten Sie die Luftfeuchtigkeit im Inkubator bei 40%-45%, was nahe an der Luftfeuchtigkeit der Kolonie liegt und das Fell der Säuglinge trocken hält.
3. Kacheln Sie eine Einweg-Windelunterlage, um das Gehäuse des Inkubators abzudecken.
4. Um den Stress der Säuglinge zu minimieren, legen Sie ein paar Decken und Plüschtiere in den Inkubator, bevor Sie die kleinen Weißbüschelaffen einführen, die dazu neigen, die erwachsenen Weißbüschelaffen zu imitieren.
   HINWEIS: Die Decken und Plüschtiere werden vor Gebrauch für 1 Tag in den häuslichen Käfig der Zuchtpaare gelegt.
5. Legen Sie die Krallenaffenbabys in den Inkubator und legen Sie sie auf die Plüschtiere, sobald sie von ihren Eltern im häuslichen Käfig getrennt sind.
   HINWEIS: Um soziale Isolation zu vermeiden und in Übereinstimmung mit dem Tierschutz, werden in der Regel zwei Säuglinge zusammen für die Handaufzucht ausgewählt.
   1. Tragen Sie vor dem Füttern sterilisierte persönliche Schutzausrüstung (PSA, Abbildung 1G).
   2. Ein paar Decken auf 35 °C erwärmen.
   3. Halten Sie das Weißbüschelaffenbaby vorsichtig mit warmen Decken und ermitteln Sie das Gewicht des Tieres als Geburtsgewicht.
   4. Legen Sie das Weißbüschelaffenbaby in den Inkubator mit warmen Decken.
   5. Machen Sie Aufzeichnungen, wie in Schritt 2.4 beschrieben.
6. Mischen Sie die Futterzutaten und füttern Sie das Weißbüschelaffenbaby.
   1. 5 g Säuglingsnahrung in 30 ml 50 °C heißem Wasser in einem 50 ml sterilen Zentrifugenröhrchen auflösen.
      HINWEIS: Weißbüschelaffenbabys in unterschiedlichem postnatalen Alter benötigen unterschiedliche Futterrezepte. Tabelle 2 enthält die verschiedenen Dosierungen von Säuglingsnahrung, Reispaste und Wasser im postnatalen Alter von P1 bis P60. Die Dosierung reicht in der Regel für 1 Tag. Mixen Sie die Zutaten vor der ersten Mahlzeit und bewahren Sie den Rest der Lebensmittel in einem 4 °C warmen Kühlschrank auf. Erhitzen Sie die Speisen bei jeder Mahlzeit auf 30-35 °C.
   2. Nehmen Sie 1 ml Nahrung mit einer 1-ml-Spritze auf und deckeln Sie die Spritze mit einem speziell angefertigten Zuführnippel ab.
      HINWEIS: Wählen Sie eine Spritze in der richtigen Größe aus, siehe Tabelle 2.
   3. Halten Sie die Lebensmitteltemperatur mit dem Heizkissen bei 30-35 °C.
   4. Erwärmen Sie die Hände vor dem Füttern und halten Sie das Weißbüschelaffenbaby mit einer warmen Decke in einer Hand vorsichtig im Inkubator.
   5. Stecken Sie den Fütterungssauger in den Mund des Weißbüschelaffenbabys, während der Kopf des Weißbüschelaffenbabys sanft mit Daumen und Zeigefinger der Haltehand der Pflegeperson gehalten wird, und drücken Sie das Futter langsam mit konstanter Geschwindigkeit aus der Spritze.
      HINWEIS: Schieben Sie das Futter niemals schneller, als das Weißbüschelaffenbaby schluckt. Schnelles Pressen kann zum Ersticken führen, da die Nahrung aus der Nase durch den Rachen austritt. Dies kann zu Krankheiten wie Lungenentzündungen führen, die sogar zum Tod führen können. Wenn das Futter überläuft, wird das Weißbüschelaffenbaby Schwierigkeiten haben. Beenden Sie in diesem Fall die Fütterung und wischen Sie das Futter vorsichtig vom Gesicht des Tieres. Füttern Sie weiter, nachdem sich der Weißbüschelaffe normal verhält.
7. Nachdem das Weißbüschelaffenbaby eine angemessene Menge an Nahrung zu sich genommen hat, wischen Sie seinen Anus mit einem Tupfer mit warmem Wasser ab, das sowohl den Anus reinigt als auch den Stuhlgang fördert.
8. Beobachte das Tier einige Minuten lang und überprüfe die Fortbewegung und den Stuhlgang des Tieres.
9. Notieren Sie die Fütterungszeit, die Menge (ml) der Nahrungsaufnahme, den Stuhlgang (ja/nein, hart/lose) sowie die Temperatur und Luftfeuchtigkeit des Inkubators.
   HINWEIS: Wickeln Sie das Weißbüschelaffenbaby während des Wiegens in warme Decken, um zu vermeiden, dass das Kind friert oder sich verletzt.
10. Halten Sie das Gehäuse des Inkubators sauber, indem Sie feste Fäkalien aufheben oder auf eine neue Einweg-Windelunterlage umsteigen.
11. Füttern Sie das Weißbüschelaffenbaby vor P50 gemäß den Schritten 3.3-3.7 und verwenden Sie die Dosierung der Futterbestandteile sowie die Fütterungszeit und -häufigkeit gemäß Tabelle 2.
12. Ab P50 ist der junge Weißbüschelaffe in der Regel bereit zum freiwilligen Fressen.
    1. Verwenden Sie Wiegeschalen aus Kunststoff anstelle von Spritzen. Bereiten Sie das Essen zu, indem Sie die Lebensmittelzutaten direkt in der Schale mischen. Die Beträge sind Tabelle 2 zu entnehmen.
    2. Stellen Sie den Futternapf in den Inkubator und fixieren Sie den Boden, falls er umgedreht wird. Beobachten Sie einige Minuten lang, um sicherzustellen, dass die Krallenaffenbabys das Futter fressen. Leiten Sie das Tier die ersten Male an, freiwillig zu fressen, indem Sie das Tier zum Futternapf locken und sein Maul dazu bringen, das Futter mehrmals zu berühren.
       HINWEIS: Lassen Sie die Nase des Tieres niemals das Futter berühren. In der Regel lernt das Tier an 1 Tag freiwillig zu fressen.

4. Akklimatisierung vor der Rückkehr der jungen Weißbüschelaffen in die Kolonie

HINWEIS: Normalerweise ist die Handaufzucht beendet, wenn die jungen Weißbüschelaffen lernen, sich selbst zu ernähren. Es gibt einige Anpassungsverfahren, die durchgeführt werden müssen, bevor sie in den Heimatkäfig der Weißbüschelaffenkolonie zurückgebracht werden.

1. Bringen Sie die jungen Weißbüschelaffen aus dem Tierbrutkasten in kleine Käfige (45 cm x 45 cm x 40 cm), die einem Vogelkäfig ähneln. Hängen Sie eine Wasserflasche (50 ml) an jeden kleinen Käfig.
2. Bringen Sie die kleinen Käfige mit den jungen Weißbüschelaffen in die Kolonie und positionieren Sie sie in der Nähe des Familienkäfigs.
3. Füttern Sie die kleinen Weißbüschelaffen 1 Woche lang separat mit einer Plastikwiegeschale und mischen Sie das Futter nach den täglichen Rezepten, die für die gesamte Kolonie zubereitet werden.
4. Notieren Sie einmal täglich das Körpergewicht und den Stuhlgang.

5. Weißbüschelaffenbabys, die in den Familienkäfig zurückkehren

HINWEIS: Nachdem sie 7-10 Tage im kleinen Käfig gelebt haben, passen sich die jungen Weißbüschelaffen in der Regel gut an die Umgebung der Kolonie an und zeigen keine Angst mehr.

1. Setzen Sie die kleinen Weißbüschelaffen morgens wieder in den Familienkäfig.
2. Beobachten Sie die Tiere mindestens 15 Minuten lang, um sicherzustellen, dass es zwischen den Familienmitgliedern und den Neuankömmlingen nicht zu Beißen, Kämpfen oder Verfolgungsjagden kommt.
   HINWEIS: Wenn es zu Beißen, Kämpfen oder Jagen kommt, trennen Sie den Säugling so schnell wie möglich von den anderen. und versuchen Sie, den Säugling an einem anderen Tag noch einmal zu seiner Familie zurückzubringen. Wenn der Fehler erneut auftritt, wählen Sie eine andere Familie aus, um ihn zu pflegen. Die Familiengruppen, die über reiche Erziehungserfahrung verfügen, sind die erste Wahl für die Pflege. Lege ein Plüschtier in einen neuen Käfig, um das Affenbaby zu begleiten, wenn es keine Familie akzeptiert.
3. Hören Sie auf, die jungen Weißbüschelaffen separat zu füttern, und beginnen Sie, sie mit dem Futter für die Kolonie zu füttern.
4. Achten Sie 1 Woche lang genau auf die Aktivität der jungen Weißbüschelaffen, nachdem sie in den Familienkäfig zurückgekehrt sind.
5. Messen Sie alle 2 Tage das Körpergewicht der männlichen Weißbüschelaffen und machen Sie eine Aufzeichnung. Wenn sie an Gewicht verlieren, füttern Sie sie mit einer Spritze im Familienkäfig.
6. Tägliche Pflege der Weißbüschelaffenbabys, wie auch der Weißbüschelaffen in der Kolonie.

Ergebnisse

Das Körpergewicht ist ein wichtiger Indikator für die Körperentwicklung von Tieren und wird in diesem Protokoll als Indikator für den Gesundheitszustand der Weißbüschelaffen verwendet. In dieser Arbeit nahmen die Körpergewichte der von Hand aufgezogenen Tiere mit zunehmendem Alter allmählich zu (Abbildung 2A, n = 16), ähnlich wie die Gewichte der Neugeborenen in einer früheren Studie⁴⁶. Um die Störung der Brutfamilien in der Kolonie so gering wie möglich z...

Diskussion

Der Weißbüschelaffe ist ein sehr nützliches NHP-Modell für die biomedizinische und neurowissenschaftliche Forschung. Die Ressourcen der Weißbüschelaffen sind jedoch zu begrenzt, um den schnell wachsenden Bedarf zu decken. In dieser Arbeit haben wir eine Handaufzuchtmethode entwickelt, die nicht nur die Überlebensrate von Weißbüschelaffen-Säuglingen erhöht, sondern auch die Möglichkeit bietet, ihre postnatale Entwicklung zu untersuchen. Diese Handaufzuchtmethode ist praktisch und leicht zu erlernen und lässt ...

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
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