精子涂片如何评估小鼠生育力?-技术前沿-资讯-生物在线

精子涂片如何评估小鼠生育力?

作者:深圳灵赋拓普生物科技有限公司 2025-04-24T00:00 (访问量:434)

在基因修饰小鼠繁育、疾病模型机制探索中,雄性实验动物的生育力直接影响实验进度!精子涂片通过 密度、活力、形态 三大核心参数检测,成为精准评估小鼠 / 大鼠生育力的 “科研刚需技术”。
1. 生殖医学研究
跨物种模型的 “连接纽带”
🔬 种属差异解析
  • 小鼠精子(约 120μm)比大鼠(约 190μm)更小、运动速度更快(小鼠直线速度≈200μm/s vs 大鼠≈150μm/s),涂片数据为跨物种模型对比提供关键参数;

  • 案例:转基因小鼠模型中,涂片发现 Spata6 基因敲除鼠 精子尾部畸形,直接揭示该基因在鞭毛组装中的保守功能。

     

2. 基因修饰动物
品系质控与功能验证双保险
✅ 品系健康 “体检表”
近交系小鼠(如 C57BL/6、BALB/c)易因近交衰退导致生育力下降,定期涂片监测可提前发现精子密度降低(正常≥20×10⁶/mL)、畸形率升高等预警信号,避免种鼠批量报废。
✅ 基因功能 “验证器”
CRISPR 编辑鼠(如 Acr 基因敲除鼠)通过涂片观察到顶体缺失,直接证实该基因在小鼠精卵结合中的关键作用;自发突变模型(如 azh/azh 小鼠)的精子头部畸形特征,也需依赖涂片精准诊断。
3. 疾病模型机制
从代谢病到衰老的微观证据链
💡 实验动物专属发现
  • 糖尿病模型:db/db 糖尿病小鼠精子活力较野生型下降 50%,氧化应激通路(如 NADPH 氧化酶过度激活)成为干预靶点;

  • 感染模型:支原体感染的大鼠精子涂片可见 “聚集现象”,提示生殖道炎症导致精子膜表面糖蛋白改变;

  • 衰老模型:18 月龄 C57BL/6 雄鼠畸形精子率(45%)较 6 月龄(15%)升高 3 倍,为年龄相关生育力衰退的模型构建提供量化依据。

实操详解
阴道栓冲洗法(自然交配模型专属方案)
1. 样本采集
两大方法对比(小鼠 / 大鼠通用)
指标 阴道栓冲洗法(自然交配后) 附睾穿刺法(直接取样)
核心优势
无创!反映精子在雌鼠生殖道内的 “实战能力”
精准量化精子密度 / 活力(适合初筛)
适用场景
交配效率评估、长期追踪雄鼠生育力
基因修饰鼠首次生育力检测
物种差异
小鼠需棉絮刮取,大鼠可用棉签操作
附睾尾剪碎步骤大鼠需延长 20 秒

✅ 本次选择:阴道栓冲洗法(适用于自然合笼的实验动物模型繁育)

2. 七步操作流程(附小鼠实操图解)
📦 材料清单(以小鼠为例):
生理盐水、200μL 移液枪(配无菌枪头)、直镊、载玻片、显微镜(推荐 400 倍油镜)、4% 多聚甲醛(长期保存用)

👩🔬 操作步骤
① 查配栓(交配后 12-24 小时):
轻翻雌鼠尾部,阴道口可见白色 / 淡黄色胶状栓(雄鼠精囊分泌物形成,直径约 1-2mm),即为交配成功标志。
② 固定保定
左手拇指 + 食指捏住小鼠颈背部皮肤,无名指抵住尾部,确保阴道暴露且动物不动(大鼠需双人操作)。
③ 采样技巧
直镊卷取微量医用棉絮,蘸生理盐水后轻柔插入小鼠阴道(深度约 5mm),贴壁顺时针旋转 2 圈后缓慢抽出(大鼠插入深度 10-15mm,棉签需湿润但不滴水)。
④ 制涂片
将棉絮置于载玻片中央,滴 2μL 生理盐水(以棉絮湿润但不滴落为准),轻压棉絮使精子脱落,用枪头将悬液均匀涂布成直径 1cm 圆形区域,室温干燥 30 分钟。
⑤ 镜检分析

400 倍镜下计数 200 个精子,计算前向运动精子比例(正常≥60%);1000 倍油镜观察头部形态(异常包括:大头、小头、双核、梨形头)。

⑥ 结果对比
  • 优质样本(图 1-2):精子呈 “快速直线运动”,密度≥25×10⁶/mL,畸形率<20%,雌鼠受孕率可达 80%+;

  • 劣质样本(图 3):精子 “原地打转” 或不动,密度<10×10⁶/mL,建议淘汰该雄鼠(附:C57BL/6 小鼠正常精子形态参考图)。

01
02

视频和图片中,在高倍率的镜检下,可见其精子活性高,数量多,此时雌鼠的受孕成功率也会有所提高。再对比以下图片:

图片中,精子活性不高,且数量少,在这种条件下,建议更换雄鼠保证雌鼠的受孕成功率。

3. 形态评估
实验动物精子的 “合格标准”
🔍 头部形态(决定受精成功率)
  • 正常:椭圆形,长宽比 1.5:1(小鼠)/1.2:1(大鼠);

  • 异常:头部不规则(如锥形、无定形)、空泡率>20%(提示染色质异常)

🔍 尾部运动(决定穿卵能力)

  • 优质:尾部呈 “鞭打式运动”,摆幅≥50μm;

  • 异常:尾部弯曲、断裂、双尾(如 Katnal1 基因缺陷鼠 常见尾部短缩畸形)。

 

实验动物专属避坑指南
从采样到分析全流程质控
1. 时间窗口:掐准 “黄金检测期”
⏳ 关键时间点
  • 阴道栓最佳采样期:发现后 2-4 小时(此时精子在雌鼠生殖道内活性最高);

  • 精子存活极限:小鼠精子在雌鼠体内存活约 24 小时,超过 12 小时采样易出现 “假阴性”(活力低估)。

2. 假阴性处理
没看到栓?三步确认交配

❓ 合笼 3 天未发现配栓,但怀疑交配成功?

✅ 实验动物专属方案

① 阴道涂片法:取阴道分泌物涂片,镜检是否存在精子(适用于小鼠);
② 子宫冲洗法:解剖雌鼠,用 100μL 生理盐水冲洗子宫,离心后镜检沉渣(大鼠推荐);
③ 结合阴栓 + 精子双重检测,避免漏判(尤其多雄合笼场景)。

3. 常见问题 Q&A(实验动物版)
01
❓冲洗液中无精子,是雄鼠不育吗?
🔍 3 大可能原因:
① 交配未成功(合笼时间不足 / 雌雄比例不当,建议 1 雄配 2 雌);
② 采样深度不足(小鼠<3mm、大鼠<8mm 易漏采);
③ 精子在雌鼠生殖道内已被清除(超过 24 小时采样)。
👉 解决方案:重复采样 + 附睾穿刺法验证(双重确认更可靠)。

02
❓背景杂质多,影响形态分析?
👉 两步净化法:
① 40μm 细胞筛过滤冲洗液(去除组织碎片);
② 1000rpm 离心 5 分钟,弃上清后用 50μL 生理盐水重悬(适用于大鼠等精子浓度低物种)。
4. 方法优劣:实验动物研究场景化应用
✅ 3 大优势(契合 3R 原则)
  • 减少动物使用:可重复采样评估雄鼠生育力,避免健康种鼠被误淘汰;

  • 优化实验流程:非侵入性操作,不影响雄鼠后续交配(附睾穿刺法需处死动物);

  • 贴近真实繁育:直接反映自然交配中精子的 “实战表现”(区别于离体检测)。

⚠️ 2 大局限

  • 多雄合笼时无法区分精子来源(建议单雄单雌合笼);

  • 精子浓度低时需离心浓缩(如衰老模型鼠推荐附睾穿刺法)。

     

对实验动物模型研究的独特意义

三大核心价值再升级

1. 保障模型稳定性,避免 “繁殖事故”
近交系小鼠(如 C57BL/6J)每繁育 5 代需进行精子涂片检测,若密度<15×10⁶/mL 或畸形率>30%,需及时引入新种鼠,防止因生育力下降导致模型构建周期延误(据统计,繁殖失败可导致实验延期 2-3 个月)。
2. 量化机制研究,提升数据可信度
在糖尿病大鼠模型中,若仅检测血糖而忽略精子活力(正常≥65% vs 模型鼠≤30%),可能漏判 “氧化应激损伤生殖系统” 这一关键机制;精子涂片数据可作为疾病模型的 “多维表型证据”,增强论文数据说服力。
3. 降低动物成本,践行 3R 原则
通过阴道栓冲洗法定期评估雄鼠生育力,可精准筛选出 “隐性不育个体”(外观正常但精子畸形率>40%),减少无效种鼠饲养(单只 SPF 级小鼠年饲养成本约 500 元,早期淘汰可节省 30% 以上开支)。
文末提示
📌 技术应用边界

本文所述方法均针对实验动物模型研究(小鼠 / 大鼠等),相关操作及标准不适用于人类医学检测。如需建立特定品系的精子质量标准,建议结合《实验动物质量控制国家标准》(GB 14923-2022)进行参数校准。

互动话题:
你在实验动物繁育中遇到过哪些 “生育力难题”?欢迎在评论区分享,灵赋拓普生物的技术团队将抽取典型案例提供定制化解决方案!
END
灵赋拓普
微信号:Topbio-b
小红书:@深圳灵赋拓普生物

作者 | 陈希特

排版 | 翁小云
审核 | 韦云婷

统筹制作 | 深圳灵赋拓普生物科技有限公司

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关于灵赋拓普

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