单独的影响通风双层的罩盖在大鼠的焦虑行为和繁殖性能

文摘

简介:老鼠住在复杂,environmentally-enriched闭锁展览行为变化表明改善福利;然而,有限的研究已经完成具体设计双层的笼子里。目的:确定双层的制动会影响大鼠的焦虑,检查三个笼子类型:标准single-levelcages 140平方,大232平方在单层的笼子里,大232平方双层的笼子里。

方法:男性Hsd: SD大鼠的后代出生和安置在每个测试的三个条件是在45和95天的年龄使用社交互动,运动,和中心运动行为分析。繁殖成功和血清皮质酮水平作为生理参数。

结果:未发现差异行为或皮质甾酮水平组间。温和的非统计性显著的育种效益观察与双层的制动形式的短时间窝和更高的平均小狗重量在两周的年龄。

结论:住房在双层的罩盖在实验室老鼠并不影响焦虑,这是一个重要的发现当采用小说在行为研究的笼子里。此外,增加区域正常bi-pedal姿势和种专一性行为增加了福利好。

关键字

老鼠,浓缩,双层的,住房系统行为,繁殖

介绍

的指南实验动物保健和使用的状态,动物必须提供足够的空间来表达自然的姿势不碰圈地天花板。环境浓缩的指导进一步指出特定的目的应该是促进表达特有的行为(1]。Bi-pedal姿势的老鼠是一个著名的记录特有的行为可以是有限的或完全避免在许多现代单独通风笼2- - - - - -5]。焦虑研究的动物,不管原因是什么,可以有负面影响的研究,对影响繁殖的结果,实验结果,可变性的研究中,最重要的是,负面影响动物福利(6- - - - - -12]。再现性的研究已成为一个重要的话题的兴趣,和住房在当前标准罩盖被建议作为一种因素的变化和有效性的研究(12]。潜在的焦虑和可变性的可能来源最近的研究涉及老鼠可能归因于正常特有的姿势和行为的限制。研究通过双层的住房环境浓缩研究老鼠的设置是必要的。

环境浓缩的好处单独通风双层的制动已经最低限度研究这一点(13- - - - - -15]。几个双层的闭锁选项现在商用;他们提供了潜在的浓缩通过许多不同的方面包括增加了复杂性,区域运动,高度允许自然bi-pedal姿势,分离领域,整体空间。尽管大多数菌株老鼠的研究通常用于显示外一般健康的迹象,如适当增长,育种,和稳定的健康状况,更具体的行为可以体现不同类型在笼子里。本研究的目的是确定在大鼠笼式对良好行为的影响分析(社会互动测试、运动和运动中心)(16- - - - - -22)和评估生理相关标记的压力(血清皮质酮水平和繁殖参数)8,23- - - - - -26]。我们假设双层的笼设计将作为一种内置环境浓缩,允许种特异的行为和心态的调整;这将导致老鼠出生和断奶较低的焦虑水平成双层的制动标准相比,制动配置。额外的假设是生理参数将支持行为数据和基线血清皮质酮水平较低和改善繁殖性能,如增加的数量每窝幼崽,更高的每周小狗和断奶体重,更短的天数窝在双层的笼子里。

材料和方法

动物和住房

24 Hsd: SD大鼠(12 12个雌性,雄性)购买10至11周的年龄(美国Envigo),鉴于随意进入食品(美国Teklad增殖chow饲养者的小狗访问在生命的前3周,Teklad,美国维护饮食之后),氯化,热压处理过的水,暴露于12小时光暗周期(在0700年和1900年)。动物房房间气温——湿度控制在70°F到74°F,湿度30 - 70%。每天进行健康检查。动物被认为是对支原体pulmonis不利,呼吸道合胞病毒,细小病毒(RMV、KRV和H1),肺炎病毒,Sialodacryoadenitis病毒,Theilovirus,仙台病毒通过thrice-yearly哨兵测试。批准的所有程序都是北卡罗莱纳大学制度动物保健和使用委员会(协议14 - 148)。

老鼠被随机配对繁殖和放置在一个指定的三个实验闭锁组,每笼四对老鼠的类型。三种制动利用是:“蓝线”笼子里(的提单,在总面积232.5平方,尺寸10.5×19×15英寸;图1一个),双层的笼子里(DD, 232.5平方的面积与面积提供了通过一个上层的一部分,维度16×15×18英寸;图1 b),“绿线”笼子里(“GL, 140平方,目前使用的标准罩盖住房老鼠在UNC,尺寸8.5×15×13.5英寸;图1 b和1 c)(美国Tecniplast)。每一对中维护其各自的笼式通过断奶第三窝三代。制动类型都是单独通风与每小时70空气变化,改变了每隔一周,棕色的皱纹纸提供筑巢材料(FiberCore LLC,克利夫兰,哦)和玉米棒子床上用品(Bed-o-Cobs、滨水区、俄亥俄州)在整个研究。

记录原始垃圾大小后,窝被扑杀到十幼崽在实验小组在断奶后1 - 3天,以确保平等获取营养和父母的资源(温暖、修饰等)27,28]。幼崽是每周称重一次两周的年龄开始通过研究结束时在附近的整个研究过程的房间保持一致。记录参数包括每周小狗重量在两周的年龄开始,每窝小狗,和天之间的第一个垃圾,然后随后的窝。雄性幼崽断奶年龄在21到23天到相同制动类型他们出生和居住3到4每笼老鼠。这老鼠提供提单和弟弟笼子之间77.5和116.25平方的空间每鼠和老鼠在35 - 46.67平方GL笼子每鼠的空间。断奶中的任何雌性幼崽崽组成一组十分离时断奶,转移到另一个通过协议或安乐死。之一的对老鼠提单制动仍然成对整个研究,但没有产生任何窝;验尸没有解释成功繁殖后代的缺乏,这些老鼠被排除的结果进行分析。只有一个老鼠的157名男性后代死亡在研究过程中,大量的膀胱结石被发现在验尸。不需要培育成人或后代人道安乐死在研究过程中。

行为测试

男性后代暴露在处理期间每周权重1 - 2分钟,直到大约45天的年龄,在这段时间里,行为测试。一个2英尺2英尺田野舞台搭建的黑色树脂玻璃内衬棕色纸被用来研究社会互动和运动。对老鼠体重相匹配,使用一个随机数发生器随机分配,同时放置在设备(29日,30.]。最优对不同育种被认为老鼠对和笼式相同,而最优双被认为是老鼠的繁殖对相同但不同断奶笼子或从不同的笼老鼠类型。之间没有统计学差异或差异的结论最优或最优配对。5分钟测试时期和投射到一个监控视频大约五英尺数/测试领域的得分,以减少观察者干扰行为。观察者是盲目的实验条件和仪器每个实验运行后打扫干净了。在测试期间,照明条件很低,以生成一个中级水平的社会互动30.,31日),时间每鼠参与社会互动(同种的梳理、嗅探,在/下爬行,或拳击)与其合作伙伴(32- - - - - -34)一个5分钟的测试期间被记录。之前完成的实验显示,记录分数为每个成员提供的一对老鼠相同的统计结果和相同的结论将对作为一个单元(29日,34- - - - - -36]。运动活动同时记录为广场进入的数量与前面两个爪子在5分钟会话和提供了一个衡量独立于社会互动(29日,32- - - - - -37]。中心运动记录的中心线穿过数发生在5分钟会话。的测试是同时进行的,在同一个星期的两天,以减少可变性和避免笼天变化。

皮质甾酮量化

允许re-acclimation闭锁,以评估基线皮质甾酮的水平,我们等了一个星期之后第二个社会互动测试完成后,和大约700μl 900μl全血收集通过从每个老鼠尾巴夹。老鼠被带到这个抽样的同一位置的所有重量和行为测试,保持一致的例程和极限应力和可变性。收集血液离心机在3500 rpm,合成血清与皮质甾酮在重复运行按照制造商的说明酶联免疫试剂盒(恩佐生命科学,adi - 901 - 097)。

统计方法

采用裂区设计,分配给交配对制动类型,和感兴趣的响应测量使用一般线性混合模型在幼崽。笼子类型、垃圾影响配对类型(最优或最优),和他们的相互作用被认为是固定的,而嵌套随机对影响被用作整个情节错误。事后测试统计上显著的效果和图基的调整是用于正确的多重比较。假定值小于0.05被认为是具有统计学意义。所有分析都是运行在SAS 9.4版本(卡里,NC)。

结果

实验使用男性受试者行为测试总结图2。我们测量社会互动、运动和运动中心,因为他们都是成熟的和接受的焦虑行为的措施在老鼠已经使用了超过四分之一个世纪(18]。在社会互动时期没有明显的统计学差异不同笼子里的老鼠之间类型在45岁或95天时间点被发现(图3一和3 b),最小二乘意味着图基的事后多重比较)。我们的确看到社会互动减少从45到95天时间点在所有笼类型,这并不意外,因为老鼠在青少年阶段本质上是比成年鼠互动在这个人生阶段。同样,没有统计上显著的差异在运动或中心运动成绩在老鼠从不同的笼子类型在时间点(图4和5),最小二乘意味着图基的事后多重比较)。

生理测量的潜在的焦虑水平和健康的状态,我们评估基本育种参数。当比较数量的幼崽出生在每一窝,窝之间的天,和小狗重量开始2周的年龄、温和,但非统计性显著,差异被发现在大鼠不同笼类型(表1)。幼崽出生在每个垃圾的平均数是类似的窝1和2相比DD和标准GL闭锁;然而,DD笼子了11个小狗窝3 GL的笼子里,用一个整体14个幼崽在所有三个窝繁殖相比,双从标准GL的笼子里。天第一个垃圾大约是十天早在DD的笼子里相比,标准的闭锁,大约八天短在DD的笼子里垃圾1和2之间,大约三天短垃圾2和3之间在DD的笼子里。最后,在2周的年龄,幼崽从DD笼子比幼崽体重大约百分之九标准GL闭锁。

表1:制表的天首先垃圾和天之间后续的窝,每窝小狗,小狗平均体重在两周的年龄由笼类型。

除了分析育种参数,我们测量循环皮质甾酮水平,另一个地方生理参数是增加当动物被强调8,24]。以前的研究已经表明压力将增加皮质甾酮水平,与响应的大小取决于许多因素,包括以前的住房条件(10,24]。休息我们测试在我们的大鼠血清皮质酮水平从所有三种类型的笼子里为了确定任何基准循环的应激激素水平的差异。没有发现显著差异在基线皮质甾酮含量不同的笼子里的老鼠类型(图6)。

最小二乘方法计算每个治疗组合。事后比较了使用图基的调整来控制I型错误率。误差相等的标准差的意思。

讨论

在我们试图确定潜在的焦虑行为的差异老鼠住在双层的笼子里相比,标准的笼子里,我们评估行为通过使用社会互动,运动和运动中心测试在大约45天的年龄(对应于一只老鼠的青春期后期阶段)和95天的年龄(对应于一只老鼠的成年期)(22,38]。先前的研究显示的证据表明,笼大小的减少而导致减少运动在青少年而不是成人/ postpubertal老鼠[3),这就是为什么它是重要的评价大鼠在两个时间点。虽然有差异在可用空间每鼠DD和GL笼子,我们解决这个变量,另外使用提单的笼子里,提供相同的可用空间/鼠DD的笼子里,而不是仅仅在一个水平两个层次。

评价焦虑行为在老鼠住在不同的制动类型,三个行为参数评估。社会互动的测试文件,并于1978年首次引入海德和一再验证索引的焦虑行为;测试参数减少焦虑的刺激后,如明亮的灯光或掠食者的气味,anxiogenic药物管理后,退出后药物滥用的30.,35]。此外,社会互动是通过增加之前接触到测试领域或管理抗焦虑药药物(33,35,37),文件证明抗焦虑药物的镇静效果可以从抗焦虑效果[杰出17]。社会互动是得分通过测量的时间,老鼠在参与同种的梳理,嗅探,追随者,在/下爬行,或拳击在5分钟的测试时间内。分析运动活动的同时检查作为一个独立的社会互动行为参数测试。运动与焦虑水平的相关性已被证明尤其如此的交叉线的中心区域内设置一块空地上。一只老鼠与降低焦虑和压力水平会探索开放的中心领域除了舞台的边缘,而不是花大部分的时间在外围21]。更多的活动中心表示一种抗焦虑效果,和更少的活动中心表明axiogenic效果。

只有男性后代被用于测试实验由于明显的混杂因素,介绍了外加雌性老鼠在行为研究。社会互动测试产生不同的结果,测试时应以不同的方式解释雌性大鼠(17]。行为焦虑测试结果随发情周期阶段(39- - - - - -42,控制或同步的参数在控制许多其他变量超出本研究的范围。由于这种可变性,雌性老鼠在行为研究中很少使用,以前的研究提供的机会比较小。未来的研究可能试图包括雌鼠科目除了男性。

因为焦虑事件显著影响繁殖性能实验室啮齿动物,和动物有更好的养殖业生产和成功被认为是降低焦虑水平,繁殖参数评估来帮助检查不同类型笼子对动物福利的影响(6- - - - - -9,11]。繁殖性能也是评估来确定DD笼子导致更高的小狗重量通过歧视性的护理行为,与其他研究已经证明,妈妈“逃离”小海象断奶之前将幼崽吃固体食物,会导致增加断奶体重(20.]。虽然我们的数据显示在笼子类型统计上显著差异,一些比较显示,少数高产育种趋势可能有利的操作或菌株有困难的情况下生产和饲养窝。例如,当比较天首先垃圾,然后在随后的窝/代时间之间,可能会带来好处有DD的制动时间早于第一个垃圾是大约十天标准罩盖。同样,幼崽,体重平均增加了百分之九在两周的年龄差的工作时是另一个有用的因素在某些菌株育种者。较大的制动也呈现每笼co-housing机会更多的老鼠,除了三人的潜力与一个男性和两个雌性交配笼。未来的研究评估这些双层的笼子里培育潜在的益处可能提高包括大量的初始育种对我们的研究仅限于三个生产对提单的笼子和4生产对DD和GL的笼子里。

之前的研究表明,在怀孕期间环境条件对后代有很大影响。例如,产前应激增加幼崽死亡率和减少小狗重量;也增加移动在开放的实地测试和减少延迟进入高架的张开双臂加上maze-signs更高的焦虑。同样,产后压力,如母亲的分离,可以诱导影响后代的压力反应,从行为的荷尔蒙,扩展到青春期和成年。相反,后代经验积极产后经验,例如增加大量的产妇接触和梳理,恐惧和焦虑反应显示低于后代减少孕产妇保健(雷竞技网页版43- - - - - -45]。然而,为母亲提供的“逃离”双层的闭锁不视为减少孕产妇保健,正如先前的研究已经发现允许歧视性的护理行为导致小狗体重增加由于固体食物的摄入量(早些时候20.]。我们的研究并没有表明,双层的笼子里提供增加产前或产后压力下降,在我们的行为测试没有明显差异或生理参数测量。虽然只有血清皮质酮水平被用来评估压力水平在这项研究中,未来的研究现在机会检查其他的压力响应激素如儿茶酚胺或生长激素,或粪便测量皮质甾酮含量代替血清反映更长时间框架的压力评估。

虽然不显著,小狗住在双层的房地产趋势对体重增加在两周的年纪,建议一个可能的歧视性的护理行为中获益。老鼠断奶到一个丰富的环境,表现出行为变化表明良好的福利(即增加睡眠、减少了思维定势,减少攻击性和减少战斗)(46]。在一项研究中,老鼠的预期行为即将搬到一个熟悉的丰富笼被指出是相当于预期行为的老鼠被搬到笼子里的性行为会发生(47]。在具有类似制动的一项研究中,老鼠最初只提供底部一半的双层的笼子,然后暴露于两个水平导致一个“积极的情感状态;然而,同样的变化没有发现老鼠被暴露于双层的或单层笼子没有变化。此外,老鼠在这项研究是单独住,所以这将会是很有趣的,调查焦虑水平在老鼠从单层笼到一个双层的笼中合住在进一步的研究14]。虽然我们的研究并不支持显著增加福利待遇在焦虑行为,有许多其他福利评估,比如睡觉,先行行为/笼的选择,和养育行为的量化,可以进行,可能有好处。在这个研究中,老鼠被发现使用高度增加bi-pedal睡眠姿势和制动的使用水平,探索和发挥;这为未来可能的研究提供了一个区域,可以量化或限定这些类型的行为。

与越来越多的老鼠被用于实验动物研究,它有利于评估co-housed情况,在实验动物设施空间总是溢价。许多先前的研究评估环境浓缩只有单独住的动物,它可以提供一个“老鼠的行为,因为老鼠总是喜欢在任何其他类型的社会住房浓缩(46]。此外,研究评估笼子空间往往是空间的数量增加,而同时增加动物的数量放在空间,创建一个混杂的评估是否笼子空间本身确实有影响(46]。在一项研究中,看着老鼠的倾向选择一个更大的笼子的尺寸,增加空间的选择没有随笼子,每笼(两个或两个以上的老鼠48]。考虑到这些发现,我们选择co-house老鼠在三到四组研究控制增加空间结合co-housed动物。此外,我们的研究提供了co-housed老鼠增加uni-level空间或更复杂的双层的空间控制更好的结果的可能性从双层的闭锁只是更大的可用空间的结果。

当决定类型的制动用于住房实验室啮齿动物,还应该考虑实际因素,包括经济可行性。双面架的费用包含32个单独通风双层的笼子里大约是相同的成本双面架,分别持有70通风绿线的笼子里。考虑每鼠40平方的空间需求,这将允许一个双层的笼架容纳185成年老鼠(~ 400 g),比245年成年老鼠绿线架。其他考虑因素包括易于处理和清洁的笼子里,往往是更加困难的双层的笼子里由于其尺寸和重量增加。专用设备用于购买帮助操纵笼子放到架子上的额外成本。

结论

总之,随着我们继续努力满足导游的建议,重要的是要继续评估潜在的领域为我们的实验室动物福利。虽然没有统计上显著的行为或生理差异,支持使用标准的双层的笼子罩盖的测试在我们的研究中,进行双层的闭锁可能提供更复杂,对环境和物种丰富的环境,允许自然姿势调整特定的行为。重要的是双层的罩盖在大鼠焦虑行为没有显著的影响,研究人员可以利用双层的福利的闭锁不关心对行为的影响研究。我们选择使用常用的雄性sd大鼠中,因为他们在实验室动物实验;然而,Gaskill等评估雄性sd和棕色中挪威大鼠在较大的单级闭锁,也看到一个区别股票/菌株在某些领域的评估,所以潜在的不同的老鼠股票或应变响应是未来研究的一个重要领域15]。此外,轻微的好处在繁殖性能可能是有用的在困难时期育种或高繁殖输出情况下,和额外的空间允许更多的老鼠笼的增加使用可能是有益的大鼠模型在研究。

确认

这项研究的部分支持由国家卫生研究院资助1 r25od014807-01a1,在实验动物医学部门的一部分。作者感谢实验动物医学部门的北卡罗莱纳大学教堂山分校的住房和动物保健专家。

相互竞争的利益

作者宣称没有利益冲突。

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