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            群居or獨居?居住環(huán)境對小鼠壓力的影響
            更新時(shí)間:2024-05-29   點(diǎn)擊次數:91次

            在一起更好還是分開(kāi)更快樂(lè )?本文研究居住環(huán)境對小鼠壓力的影響。

            單獨飼養小鼠是否會(huì )影響動(dòng)物福利并降低實(shí)驗有效性?布魯塞爾大學(xué)的研究人員(Buckinx 等人)使用動(dòng)物運動(dòng)軌跡跟蹤系統(EthoVision XT)對這一問(wèn)題進(jìn)行了研究,以實(shí)現實(shí)驗自動(dòng)化 [1]。

             

            小鼠飼養策略

            研究表明,動(dòng)物福利是動(dòng)物實(shí)驗中的一個(gè)重要因素,它不僅能最大限度地減少動(dòng)物受試者的壓力,還能確保以這種方式獲得的科學(xué)結果的有效性 [2,3]。

             

            由于小鼠是生物醫學(xué)研究中常用的動(dòng)物,因此如何最好地飼養實(shí)驗鼠以盡量減少它們所承受的壓力是生物醫學(xué)研究中的一個(gè)重要考慮因素[4]。

             

            小鼠是社會(huì )性動(dòng)物,群居或配對飼養是推薦的默認飼養條件。然而,雄性小鼠之間經(jīng)常發(fā)生攻擊行為,這意味著(zhù)單只飼養更為實(shí)用。此外,在某些研究中,單只飼養可能是更有利的實(shí)驗條件,例如,群養環(huán)境可能會(huì )影響正在研究的特定個(gè)體行為變量。在這種情況下,單只飼養可以幫助科學(xué)家根據實(shí)驗本身的刺激,而不是受在場(chǎng)其他小鼠的影響,得出針對小鼠特定個(gè)體行為變化的結論。

             

            為了保持群體飼養的潛在社會(huì )效益,同時(shí)避免雄鼠之間的攻擊行為,有人建議在無(wú)法進(jìn)行群體飼養的實(shí)驗中使用籠子隔板,這種隔板允許小鼠之間進(jìn)行感官接觸,但沒(méi)有身體接觸。

             

            使用動(dòng)物運動(dòng)軌跡跟蹤系統分析行為、運動(dòng)和活動(dòng)

            Buckinx 等人決定在一系列測試中研究不同飼養方法對小鼠壓力水平的影響[1]。

             

            他們的研究小組首先將小鼠飼養在不同的條件下(單人飼養、雙人飼養或帶籠子隔板的成對飼養),為期數周。之后,研究人員使用動(dòng)物運動(dòng)軌跡跟蹤系統自動(dòng)監控和分析小鼠在三個(gè)不同測試中的運動(dòng)和行為。

             

            曠場(chǎng)測試

            曠場(chǎng)測試 (OFT) 是一項用于評估一般活動(dòng)水平、運動(dòng)活動(dòng)和探索習慣的測試[6]。在這項測試中,研究人員使用動(dòng)物運動(dòng)軌跡跟蹤系統自動(dòng)計算了幾個(gè)參數:總行進(jìn)距離、在中心區域花費的時(shí)間,以及評估探索/運動(dòng)活動(dòng)和焦慮行為的測量值。研究人員發(fā)現,在這些實(shí)驗中,雖然不同飼養條件下的總行進(jìn)距離在統計學(xué)上存在差異,但在中心區域所花費的時(shí)間(一種衡量焦慮樣行為的指標)卻沒(méi)有顯著(zhù)差異。

             

            高架十字迷宮試驗

            高架十字迷宮(EPM用于研究焦慮樣行為 [7]。在該測試中,小鼠被置于離地較高的十字形迷宮中。十字迷宮的兩個(gè)臂是開(kāi)放的,而另外兩個(gè)臂則是封閉的,這就提供了一個(gè)更隱蔽的區域,焦慮的小鼠往往會(huì )更多地進(jìn)入該區域(而且時(shí)間更長(cháng))。

             

            在這項測試中,動(dòng)物運動(dòng)軌跡跟蹤系統使研究人員能夠自動(dòng)化地測量在開(kāi)放臂中花費的時(shí)間、行進(jìn)的總距離以及探索/定位運動(dòng)活動(dòng)。研究小組觀(guān)察到,在不同飼養條件下,動(dòng)物在迷宮中開(kāi)放臂所花費的時(shí)間和行進(jìn)的總距離都沒(méi)有受到影響。

             

            恐懼條件反射/僵直行為

            最后,研究人員使用聽(tīng)覺(jué)恐懼條件反射范式來(lái)研究小鼠恐懼記憶的形成[8]。在這項測試中,動(dòng)物運動(dòng)軌跡跟蹤系統用于檢查小鼠在習慣期和受到各種聽(tīng)覺(jué)刺激時(shí)的僵直行為。通過(guò)用 1 秒鐘內連續幀的像素差異(最大 0.3%)來(lái)定義 "僵直",研究人員能夠使用 動(dòng)物運動(dòng)軌跡跟蹤系統自動(dòng)完成該測試的數據收集過(guò)程。 雖然記錄到了一個(gè)總體趨勢,但在這些恐懼檢索測試中,單只小鼠和群養小鼠的僵直行為沒(méi)有發(fā)現顯著(zhù)差異。

             

            那么,這些結果意味著(zhù)什么呢?

            曠場(chǎng)、高架迷宮和條件恐懼反射測試的結果顯示,小鼠單只飼養和雙只飼養之間沒(méi)有任何特別的差異,也沒(méi)有使用籠子隔板??紤]到該研究的假設,即單只飼養可能會(huì )增加壓力和焦慮(籠子隔板又會(huì )減少壓力和焦慮),這種情況出乎意料。作者認為,這種方法對環(huán)境的依賴(lài)性很強,在被認為是一種可行的小鼠飼養策略之前,應該進(jìn)行進(jìn)一步的研究。這類(lèi)調查對于動(dòng)物福利和倫理的持續改善非常有價(jià)值,而這正是通過(guò)動(dòng)物運動(dòng)軌跡跟蹤系統等強大而通用的工具實(shí)現的。

             

            動(dòng)物運動(dòng)軌跡跟蹤系統(EthoVision XT)的價(jià)值

            動(dòng)物運動(dòng)軌跡跟蹤系統提供全面的數據集成和動(dòng)物行為實(shí)驗自動(dòng)化。從簡(jiǎn)單的測試到復雜的高通量實(shí)驗,動(dòng)物運動(dòng)軌跡跟蹤系統都能精確測量各種參數,并提供處理和可視化功能。迄今為止,動(dòng)物運動(dòng)軌跡跟蹤系統世界上著(zhù)名期刊中被使用的文獻達到數千篇。

             

            參考文獻

            1. Buckinx, A. et al. Exploring Refinement Strategies for Single Housing of Male C57BL/6JRj Mice: Effect of Cage Divider on Stress-Related Behavior and Hypothalamic-Pituitary-Adrenal-Axis Activity. Frontiers in Behavioral Neuroscience 15, (2021).

            2. Poole, T. Happy animals make good science. Lab Anim 31, 116–124 (1997).

            3. Science-based assessment of animal welfare: laboratory animals - PubMed. 

            4. Carbone, L. Estimating mouse and rat use in American laboratories by extrapolation from Animal Welfare Act-regulated species. Scientific Reports 11, 493 (2021).

            5. Social enrichment by separated pair housing of male C57BL/6JRj mice | Scientific Reports. 

            6. Open Field. Behavioral and Functional Neuroscience Laboratory 

            7. Elevated Plus Maze Test. Behavioral and Functional Neuroscience Laboratory 

            8. Effects of repeated anodal transcranial direct current stimulation on auditory fear extinction in C57BL/6J mice - PubMed. 

             

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