無菌ラットモデルの確立と維持のための方法

Methods for Establishment and Maintenance of Germ-Free Rat Models.

• Lingling Qv
• Zhenggang Yang
• Mingfei Yao
• Sunbing Mao
• Yongjun Li
• Jia Zhang
• Lanjuan Li

抄録

腸内細菌叢がヒトの健康や病気の発症に重要な役割を果たしていることは、多くの研究で明らかにされている。近年、宿主と腸内細菌叢の相互作用に関する研究が増加していますが、腸内細菌叢の異常に関連した疾患の根底にある病態については、まだほとんど解明されていません。無菌（GF）げっ歯類モデルは、動物を無菌のアイソレーターに収容し、微生物を完全に排除したものであり、宿主と微生物の関係の理解を深めるのに有用なツールである。これまでにもGFマウスモデルの構築・維持管理に関するプロトコールは報告されているが、GFマウスの構築・維持管理・モニタリングには手間と時間がかかり、経験と技術が必要である。本研究の目的は、以下のような微生物学的研究のために GF ラットモデルを確立することであり、GF ラットモデルの確立と維持のためのプロトコールを、アイソレーターの設置、フレキシブルアイソレーターバブルの滅菌、餌や水などの輸入、新生GF ラットの獲得方法、哺乳GF ラットの手乗り飼育、GF 子孫の繁殖などの手順を含めて詳細に記載した使いやすいプロトコールを提供することである。手づかみ飼育期間中は、人工乳の与え量を把握するために、1日1回、哺乳GFラットの体重を測定しました。その結果、生後1週間で体重が減少し、その後増加に転じました。また、ラットコロニーの無菌状態の評価など、モデルの質を検証する方法についても記載しています。さらに、特に経口投与時に起こりうる困難や課題、汚染を避けるための提案についても議論される。本プロトコルは、GFラットモデルの確立と下流のマイクロバイオータ関連の研究を容易にするものである。

Numerous studies have demonstrated that the gut microbiota plays a vital role in human health and disease development. Although the number of studies on host-microbiota interactions have increased in recent years, the underlying pathogenesis of dysbiosis-related diseases are still largely unknown. Germ-free (GF) rodent models, with the animals housed in sterile isolators and completely free of microbiota, are useful tools to advance our understanding of host-microbiota relationship . Although protocols concerning the establishment and maintenance of GF mouse models have previously been reported, the establishment, maintenance and monitoring of GF rodents are labor-intensive, tedious and take experience and skills. The aim of our study was to establish a GF rat model for the following microbiota-related researches and provide an easy-to-use protocol for the establishment and maintenance of GF rat model in detail, including steps to set up the isolator, sterilize the flexible isolator bubble, import food, water and other supplies, and methods to acquire newborn GF rats, hand rearing of suckling GF rats and reproduction of GF offspring. During the hand feeding period, the body weight of suckling GF rats was weighed once a day to ascertain the amount of artificial milk was given. Based on our results, the body weight of suckling GF rats decreased 1 week after birth and then began to increase. Methods for verifying the quality of the model like assessing the sterile status of the rat colony are also described. Moreover, possible difficulties and challenges, especially during gavage, and suggestions to avoid contamination will be discussed. The protocol presented will facilitate the establishment of GF rat models and downstream microbiota-related researches.

Copyright © 2020 Qv, Yang, Yao, Mao, Li, Zhang and Li.