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低应激操作:小鼠操作精细化案例

科学洞察2024-10-23

 

低应激操作:小鼠操作精细化案例

作者:Regina Kelder


处理老鼠的精细方法可以减轻压力,那么为什么没有更多的实验室采用这种做法呢? 

 

14年前,来自利物浦大学的两名科学家首次发表数据,表明在清理笼子或进行实验时,用尾巴抓住一只研究小鼠,会引起压力和对人类接触的厌恶。从那时起,来自多个机构的研究人员提供了大量证据,证明尾巴处理会扰乱小鼠的心理健康,一些研究表明它也会影响行为研究的可靠性

 

那么,为什么机构没有迅速放弃这种做法呢?Charles River动物福利执行主任伊丽莎白·努纳梅克(Elizabeth Nunamaker)博士、兽医学博士,大约十年来一直倡导这种做法,她表示,犹豫的原因有多种,但她认为,最大的原因是对变革的抵制。她说:“100年来,我们一直在抓老鼠的尾巴,改变很难。”“如果有人来告诉你,一个右撇子,如果你用左手写字,你会写得更清楚,你会更健康,更长寿。这仍然可能是一个艰难的销售,因为你一直使用你的右手。”

 

虽然使用改进方法处理小鼠的实验室比例仍然很低,但Nunamaker博士说,商业和学术实验室的趋势是上升的。这包括Charles River,其中40%的设施使用某种形式的低应激操作与他们的大多数小鼠和大鼠,其余的设施正在朝着这个方向发展。“我想说的是,所有的设施都在过渡的旅程中。我们已经创建了大量的培训材料,并且正在进行一些非常棒的信息共享。这需要时间,但我们的目标是在年底前达到100%。"

 

细化处理老鼠的方法主要有哪些?


实验室使用两种主要的改进方法来降低动物在处理过程中的压力。其中一个涉及使用聚碳酸酯隧道,测量5厘米宽,10-15厘米长。管被保持在笼壁的旁边。通常,由于老鼠喜欢密闭的空间,老鼠在管子里直接跑。如果没有,处理者可以用另一只手轻轻地引导管中的鼠标。一旦老鼠在里面,管被提起,老鼠被转移到它的下一个位置。这种方法通常对于经验不足的处理者来说很容易学习,对于神经质或攻击性的老鼠来说更好。

 

另一种技术更低技术-拿起老鼠杯状的手。这种方法不需要任何设备,但需要一些培训。这是最好的有点平静的小鼠以及幼鼠,年轻的断奶,老年人或较大的小鼠或小鼠与微妙的植入物。研究这些改进的研究人员发现,动物搬运工可以很快适应隧道搬运,并在经过几次短期训练后适应拔罐。

 

在欧洲,支持精细鼠标处理的证据在英国的NC 3R中得到了主要的倡导者和支持者。最近,总部位于美国的非营利组织3Rs Collaborative(3RsC)正在努力增加北美的实施。3RsC与NC 3R合作,提供了一个电子学习课程,教授处理人员改进捡老鼠的方法,并在11月在纳什维尔举行的AALAS会议上赞助了一个关于改进老鼠处理的3R实践研讨会。

 

 

3Rs协作公司表示,他们专注于改进鼠标操作,因为它得到了大量同行评议文献的支持。他们认为这是一个真正有影响力的变化。“精细的老鼠处理真的跳出来给我们,因为它将影响到一个令人难以置信的大量动物。它背后有大量的证据,这真的改变了老鼠对他们每天看到和工作的人的看法。作为一个额外的功能,我们已经在这一领域的主题专业知识,因为利兹Nunamaker已经参与了我们的细化组,说:”梅根LaFollette,博士,3Rs协作执行董事。

 

Nunamaker博士是3Rs合作组织的前任主席,她在佛罗里达大学(UF)开始了她的探索,希望实验室能采用改进的方法来处理小鼠,她在那里呆了7年。在阅读了利物浦大学论文的研究结果后,他们的研究得到了NC3Rs的认可,Nunamaker博士当时是UF动物护理服务教育和外展副主任,他向兽医和操作人员提出了接受某种形式的精致鼠标处理的想法。“当我第一次提出这个想法时,它就像不,不是现在,”Nunamaker博士说。“但文学作品继续增长,我一直在提起它,成为吱吱作响的轮子。

 

Nunamaker博士说服她的兽医同事支持一项试点研究,研究使用改进的方法更换100个笼子需要多长时间。然后,她推动了一项更大的控制试点研究,涉及2,000个笼子,比较隧道和杯的方法与传统的方法。最终,她和她的研究合作者在UF发表了一项2022年的研究在PLOS One,这是第一个显示了精致的小鼠处理育种小鼠的积极影响。该研究表明,在C57/BL 6小鼠群体中,更多的窝仔通过隧道处理成功断奶,并且与隧道处理相关的福利收益主要“通过减少断奶前可预防的幼仔死亡而增加”。换句话说,与用镊子抬起尾巴的小鼠相比,改进导致窝仔损失减少。数据和预计的成本节约说服UF管理层将隧道处理作为整个机构的护理标准。 两个月后,这一过渡完成,博士努纳梅克前往Charles River。

 

教育是扩展精细鼠标操作的关键


如何广泛使用精细鼠标处理取决于地理位置。最近对英国所有获得许可的机构(包括商业和学术机构)进行的一项调查发现,68%的机构正在使用改进的方法来处理老鼠,59%的机构专门使用这些方法。但是,尽管英国采用了大量的做法--在英国,这种做法被研究的时间最长,而且NC 3R多年来一直倡导--但在其他地区,这一比例并不接近。

 

最近公布的一项针对261名参与者(主要来自美国)的在线调查显示,2021年的精细化处理实施水平较低。调查的基线数据发现,只有10%的人专门使用改进的方法,研究人员计算出,只有10%的机构小鼠使用改进的方法进行处理。这项由3Rs协作组织四年前发起的调查发现,当时,尽管大多数参与者都理解精细处理老鼠的好处,但他们(错误地)认为老鼠太神经质,或者精细的方法与考试,研究和程序的约束不相容。其他担忧包括改进需要太多时间或材料(例如隧道),而这些材料在他们的实验室中是不可用的。

 

纵向调查每年进行一次,为期三年,初步分析表明,随着教育和培训的增加,以及消除常见的误解,执行率正在提高。她说:“我们对成功的定义是,更多的机构将在至少75%的时间里使用它。”“这是不现实的期望,特别是大型机构,立即达到100%采用在每一个笼子的老鼠与每一个人处理老鼠,但如果他们可以改变大多数老鼠,那么这是一个胜利。”

 

虽然有有限的证据表明,使用传统的方法将老鼠的尾巴捡起来会对研究结果产生负面影响,但对老鼠的影响是显而易见的。她说:“他们往往非常害怕,认为所有的互动都是消极的。”“有一个非常令人信服的视频,老鼠在所谓的径向迷宫中,这是一个标准化的心理测试,科学家用来研究老鼠的焦虑。如果你把一只老鼠的尾巴放在迷宫里,它最初是完全冻结的,太害怕了,因为你是如何把它捡起来的。它通常排尿,排便,并需要很长的时间来探索它的环境。另一方面,如果你把一只有隧道柄的老鼠放在一个放射状迷宫里,它会立即开始移动和探索。它很轻松,因为它是如何处理的。“

 

LaFollette说,已经有很多机构使用精细鼠标操作的例子。“阿斯利康已经完全过渡了一段时间,佛罗里达大学也是如此。我们知道,我们网站上列出的其他机构,如渥太华大学、肯塔基州大学、氙制药公司--他们已经完全转换了--还有一些其他机构,如GSK正在转换。”

 

精细处理对老鼠更好吗?

 


Research rodents in a cage小鼠一直是精细处理研究的重点,但大鼠模型呢?虽然数据有限得多,但今年发表在《美国实验动物科学协会杂志》(JAALAS)上的一项研究表明,其他物种常用的精细处理方法实际上可能对大鼠造成更大的压力。这项研究由密歇根州Charles River Mattawan的科学家进行,研究了三种改进的方法-隧道,防护手套和使用软纸巾-以及一种传统方法-标准胸部保持。

 

研究结果表明,后一种方法在大鼠中引起的压力发生率最低。然而,该研究也有一些局限性。仅研究了一种大鼠- CRL:CD(SD)大鼠,由于在大多数情况下需要进行与处理相关的动物评价,因此评价者无法对给药条件设盲。最后,由于本研究旨在减少特定毒理学方案中的应激,因此仅需使用单笼大鼠比较使用防护手套、纸巾或隧道的新型处理方法;标准胸部保持用于单笼和成对饲养的大鼠,成对饲养也可减少应激。

 

相比之下,Charles River在Senneville的加拿大工厂发现,经过一些修改的改进大鼠处理是有效的。他们最近探索使用链条手套处理其老年大鼠种群,特别是攻击性雄性大鼠,他们称之为脾气暴躁的大鼠,因为它们特别抗拒被拾起,加拿大行为富集区域负责人Lucia Amendola博士说。她说,他们把注意力集中在2003年的雄性大鼠群体上,这些大鼠用于繁殖目的,因为它们对2022年上半年技术人员受伤事件的三分之一负责。

 

有趣的是,他们发现戴着塑料手套的链条手套对技术人员来说更安全,压力也更小,尽管技术人员在使用手套时的灵活性可能会受到影响。他们还发现,使用带有食物奖励的正强化训练改善了与老年雄性大鼠的人与动物的互动。“当技术人员做得更好时,老鼠做得更好,”她说,并补充说,在2022年下半年,这个殖民地没有报告技术人员受伤。

 

露西娅说,到2025年,一旦他们搬到更大的模块化笼子里饲养老鼠,行为富集小组计划对老鼠的处理进行更正式的研究。

(视频由利物浦大学提供)

观看视频演示:https://www.criver.com/eureka/handle-care-case-refined-mouse-handling

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