Naked Mole Rats (Heterocephalus glaber) housing specifics in laboratory conditions

Original article
УДК 57.084.1
DOI: 10.57034/2618723X-2022-04-05

O.A. Averina1,2*, senior research assistant, https://orcid.org/0000-0002-8244-526X
M.A. Adrianov1, lead engineer
O.A. Permyakov2, engineer
N.N. Shkavro3, leading research scientist, PhD
M.Y. Vysokikh1,3, head of lab., PhD, https://orcid.org/0000-0002-4047-6201

1 Belozersky Institute of Physico-Chemical Biology, Lomonosov Moscow State University,
Moscow, 119991 Russia;
2 Institute of functional genomics, Lomonosov Moscow State University,
Moscow, 119991 Russia;
3 National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology named after Academician V.I. Kulakov of Ministry of Healthcare of Russian Federation,
Moscow, 117997 Russia.

* Е-mail: [email protected]

Keywords: longest-living rodents social structure of eusocial colony laboratory housing and care sexing identification
Acknowledgements

This work was supported by the Russian Science Foundation (grant N. 22‑14‑00160).

For citation:

Averina O.A., Adrianov M.A., Permyakov O.A., Shkavro N.N., Vysokikh M.Y. Naked Mole Rats (Heterocephalus glaber) housing specifics in laboratory conditions. Laboratory Animals for Science. 2022; 4. https://doi.org/10.57034/2618723X-2022-04-05

Abstract

Recently, in studies on the mechanisms of lifespan in animal models, the attention of scientists around the world has attracted Heterocephalus glaber, a unique rodent species originating from the Horn of Africa. The extreme longevity and extraordinary resistance to stress of various types, which makes this rodent an attractive object for study, is combined with the characteristics of the characteristics of the maintenance of this animal, which differ significantly from the needs and characteristics of other small laboratory animals used in research. In addition, to meet the special requirements of Heterocephalus glaber for the macro- and microenvironment, non-standard systems and regimes are required. It turned out that since extremely long-lived naked mole rats (up to 37 years old) — one of two known eusocial mammalian species [and damaraland mole-rat (Cryptomuys damarensis)], actively dig holes and are accustomed to the underground environment, unlike typical rats and mice, they need special, unique housing systems that mimic their natural underground environment to maintain the eusocial structure of the colony, ensuring their healthy longevity. In this article, we provide an overview of the methods of keeping naked mole rats and our observations that can be used in research settings, standardizing the range of physiological responses and molecular biological/biochemical parameters in the studied animals.

Conflict of interest

The authors declare no conflict of interest.

Authors contribution

M.Y. Vysokikh, O.A. Averina — formulation of a experimental design.
O.A. Averina, M.A. Adrianov, O.A. Permyakov — data collection and analysis.
M.Y. Vysokikh, O.A. Averina — interpretation of results.
O.A. Averina, M.A. Adrianov — copywriting.
M.Y. Vysokikh — approval and acceptance of the text for publication.
M.Y. Vysokikh, O.A. Averina — agreement to be responsible for all aspects of the work, proper study and resolution of issues related to the reliability of data or the integrity of all parts of the article.

References

  1. Skulachev V.P, Holtze S., Vyssokikh M.Y. et al. Neoteny, Prolongation of Youth: From Naked Mole Rats to «Naked Apes» (Humans) // Physiol Rev. 2017. Vol. 97. N. 2. P. 699–720. DOI: 10.1152/physrev.00040.2015. PMID: 28202600.
  2. Манских В.Н., Аверина О.А., Никифорова А.И. Спонтанная и экспериментальная патология голого землекопа // Биохимия. 2017. 82 (12). С. 1874–1884 [Manskikh V.N., Averina O.A., Nikiforova A.I. Spontaneous and Experimentally Induced Pathologies in the Naked Mole Rat (Heterocephalus glaber) // Biochemistry. 2017. 82(12). P. 1504–1512. (In Russ.)]. DOI: 10.1134/S0006297917120094.
  3. Vyssokikh M.Y., Holtze S., Averina O.A. et al. Mild depolarization of the inner mitochondrial membrane is a crucial component of an anti-aging program // Proc Natl Acad Sci USA. 2020. Vol. 24; 117. N. 12. P. 6491–6501. DOI: 10.1073/pnas.1916414117.
  4. Gilbert J.D., Rossiter S.J., Bennett N.C., Faulkes C.G. The elusive role of prolactin in the sociality of the naked mole-rat // Horm Behav. 2022. Vol. 143. 105196. DOI: 10.1016/j.yhbeh.2022.105196. Epub 2022 May 19. PMID: 35597054.
  5. Medger K., Bennett N.C., Ganswindt S.B., Ganswindt A., Hart D.W. Changes in prolactin, cortisol and testosterone concentrations during queen succession in a colony of naked mole-rats (Heterocephalus glaber): a case study // Naturwissenschaften. 2019. Vol. 14. N. 106(5–6). P. 26. DOI: 10.1007/s00114‑019‑1621‑1. PMID: 31089819.
  6. Zhou S., Holmes M.M., Forger N.G. et al. Socially regula­ted reproductive development: analysis of GnRH-1 and kisspeptin neuronal systems in cooperatively breeding naked mole-rats (Heterocephalus glaber) // J. Comp. Neurol. 2013. Vol. 1. N. 521(13). P. 3003–3029. DOI: 10.1002/cne.23327. PMID: 23504961.
  7. Bens M., Szafranski K., Holtze S. et al. Naked mole-rat transcriptome signatures of socially suppressed sexual maturation and links of reproduction to aging // BMC Biol. 2018. Vol. 2. N. 16(1). P. 77. DOI: 10.1186/s12915‑018‑0546‑z.
  8. Faulkes C.G., Abbott D.H., Jarvis J.U. Social suppression of ovarian cyclicity in captive and wild colonies of naked mole-rats, Heterocephalus glaber // J. Reprod. Fertil. 1990. Vol. 88. N. 2. P. 559–568. DOI: 10.1530/jrf.0.0880559. PMID: 2325019.
  9. Braude S., Holtze S., Begall S. et al. Surprisingly long survival of premature conclusions about naked mole-rat biology // Biol. Rev. Camb. Philos. Soc. 2021. Vol. 96. N. 2. P. 376–393. DOI: 10.1111/brv.12660.
  10. Chau L.M., Groh A.M., Anderson E.C. et al. Genetic diversity and sex ratio of naked mole rat, Heterocephalus glaber, zoo populations // Zoo Biol. 2018. Vol. 37. N. 3. P. 171–182. DOI: 10.1002/zoo.21417.
  11. Ingram C.M., Troendle N., Gil C.A., Braude S., Honeycutt R.L. Challenging the inbreeding hypothesis in a eusocial mammal: population genetics of the naked mole-rat, Heterocephalus glaber // Mol. Ecol. 2015. Vol. 24. N. 19. P. 4848–4865. DOI: 10.1111/mec.13358.
  12. Mwobobia R., Abelson K., Kanui T. Housing behaviour of the naked mole rat (Heterocephalus glaber) under laboratory conditions // Scandinavian Journal of Laboratory Animal Science. 2020. Vol. 46. N. 1. P. 98–101. DOI: 10.23675/sjlas.v46i1.1023.
  13. Buffenstein R., Park T.J., Holmes M.M. Editors. The Extraordinary Biology of the Naked Mole-Rat. Book. 2021. Volume 1319.
  14. Kovalzon V.M., Averina O.A., Vysokikh M.Y. Motor Activity and «Neotenic» Sleep in the Naked Mole Rat (Heterocephalus glaber) under Isolation // Dokl. Biol. Sci. 2021. Vol. 496. N. 1. P. 25–29. DOI: 10.1134/S0012496621010063.
  15. Smith T.D., Bhatnagar K.P., Dennis J.C., Morrison E.E., Park T.J. Growth-deficient vomeronasal organs in the naked mole-rat (Heterocephalus glaber) // Brain Res. 2007. Vol. 9. N. 1132(1). P. 78–83. DOI: 10.1016/j.brainres.2006.11.021.
  16. Szafranski K., Wetzel M., Holtze S. et al. The Mating Pattern of Captive Naked Mole-Rats Is Best Described by a Monogamy Model. Frontiers in Ecology and Evolution. 2022. Behavioral and Evolutionary Ecology. DOI: 10.3389/fevo.2022.855688.
  17. Bégay V., Cirovic B., Barker A.J. et al. Immune competence and spleen size scale with colony status in the naked mole-rat // Open Biol. 2022. Vol. 12. N. 4. P. 210292. DOI: 10.1098/rsob.210292.
  18. Stanton Braude. Dispersal and new colony formation in wild naked mole-rats: evidence against inbreeding as the system of mating // Behavioral Ecology. 2000. Vol. 11. N. 1. P. 7–12. DOI: 10.1093/beheco/11.1.7.
  19. Deborah C. New colony formation in the «highly inbred» eusocial naked mole-rat: outbreeding is preferred // Behavioral Ecology. 2000. Vol. 11. N. 1. P. 1–6. DOI: 10.1093/beheco/11.1.1.
  20. O’Riain M.J., Jarvis J.U., Faulkes C.G. A dispersive morph in the naked mole-rat // Nature. 1996. Vol. 18. N. 380(6575). P. 619–621. DOI: 10.1038/380619a0.
  21. Henry E.C., Dengler-Crish C.M., Catania K.C. Growing out of a caste-reproduction and the making of the queen mole-rat // J. Exp. Biol. 2007. Vol. 210 (Pt 2). P. 261–268. DOI: 10.1242/jeb.02631.
  22. Blecher A.S., Bennett N.C., Medger K. et al. Effect of colo­ny disruption and social isolation on naked mole-rat endocrine correlates // Gen. Comp. Endocrinol. 2020. Vol. 1. N. 295. P. 113520. DOI: 10.1016/j.ygcen.2020.113520.
  23. Seney M.L., Kelly D.A., Goldman B.D., Sumbera R., For­ger N.G. Social structure predicts genital morphology in African mole-rats // PLoS One. 2009. Vol. 15. N. 4(10). P. e7477. DOI: 10.1371/journal.pone.0007477.
  24. Katsushima K., Nishida C., Yosida S. et al. A multiplex PCR assay for molecular sexing of the naked mole-rat (Heterocephalus glaber) // Mol. Ecol. Resour. 2010. Vol. 10. N. 1. P. 222–224. DOI: 10.1111/j.1755-0998.2009.02742.x.
  25. Roellig K., Drews B., Goeritz F., Hildebrandt T.B. The long gestation of the small naked mole-rat (Heterocephalus glaber Rüppell, 1842) studied with ultrasound biomicroscopy and 3D-ultrasonography // PLoS One. 2011. Vol. 7. N. 6(3). P. e17744. DOI: 10.1371/journal.pone.0017744.
  26. Ke Z., Vaidya A., Ascher J., Seluanov A., Gorbunova V. Novel husbandry techniques support survival of naked mole rat (Heterocephalus glaber) pups // J. Am. Assoc. Lab. Anim. Sci. 2014. Vol. 53. N. 1. P. 89–91.
Received: 2022-10-10
Reviewed: 2022-11-09
Accepted for publication: 2022-11-14

You may be interested

NPO "Home of Pharmacy"

188663, Russia, Leningradskaya oblast', Vsevolozhskij rajon, g.p. Kuz'molovskij, Zavodskaya ulica, 3-245

© 2020 ООО «ИД «Русский врач»