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博客

2019年NC3Rs/IAT动物技术员研讨会的亮点

2019年11月26日
一排小白鼠站在笼子的一侧,靠近一名技术人员

在这篇博文中,我们回顾了2019年动物技术人员研讨会,这是与动物技术研究所(IAT)联合举办的活动。

除了分享技术人员海报奖的获奖者,我们还总结了由实验动物福利和改良方面的专家发表的三场讲座的要点。

斑马鱼对室内设计有兴趣吗?你能把实验室里的老鼠训练得无所畏惧吗?老鼠真的喜欢被挠痒吗?这些是会上讨论的一些话题2019年动物技术人员研讨会,由NC3Rs与IAT合作主办,于10月举行。来自英国和国外40多个组织的150多名技术人员注册参加了今年的活动,该活动主要讨论动物研究中最新的提纯机会。演讲嘉宾包括利物浦大学的Lynne Sneddon博士、瑞典研究所(RISE)的Marie Eriksson女士和美国普渡大学的Megan LaFollette女士,他们都分享了如何提高实验动物福利的专业知识。

今年的研讨会还表彰了动物护理人员在完善动物程序和畜牧业方面所发挥的重要作用,以及他们通过日常工作为3r服务的承诺。与会者有机会在闪光海报环节展示他们的创新3Rs想法,其中三张海报会被授予奖品。

通过丰富、行为评估和镇痛改善斑马鱼的福利

如果你和实验室里的老鼠、大鼠或其他哺乳动物一起工作过,你就会知道环境的丰富对它们的健康很重要,它能让它们满足自身与生俱来的好奇心,并表现出自然的行为。那鱼呢?营养丰富对斑马鱼也很重要吗?如果是的话,斑马鱼想要什么样的营养呢?根据Lynne Sneddon博士的说法,丰富的环境对斑马鱼的福利同样重要——如果有机会,它们几乎只会选择丰富的环境而不是贫瘠的环境,如视频1所示。即使提供的浓缩只是简单的一幅放置在鱼缸底部的砾石或沙子的图片,斑马鱼仍然会更喜欢这些而不是一个贫瘠的鱼缸。

视频1:斑马鱼对丰富的空间(左)表现出强烈的偏好,而不是贫瘠的空间(右)。

在她的演讲中,Lynne解释了斑马鱼喜欢的丰富类型是如何根据它们的性别和在鱼缸等级中的位置而变化的。群居的雄性斑马鱼对砾石表现出强烈的偏好,而群居的雌性斑马鱼则对沙子表现出强烈的偏好。对于一对中的优势鱼来说,沙子是最理想的财富,而不是从属鱼,这可能是因为从属鱼在行为上被优势鱼排除在沙子之外。相反,从属鱼表现出对漂浮的人造植物的偏好,这对它们的优势配偶没有吸引力[1].为斑马鱼提供类似草的植物也可以显著增加它们产卵的数量[2]

琳恩还谈到了鱼是如何感知疼痛的,这与其他常用的实验室动物相似。如果你的鱼在侵入性手术后行为异常,例如剪鳍,这可能表明它们处于疼痛中——Lynne的研究表明,提供镇痛可以防止这些行为变化,从而提高动物福利(视频2a, 2b和2c)[3].有效地监测鱼类行为是识别它们何时疼痛的关键,所以琳恩的实验室开发了鱼行为指数(FBI)工具,可以连续、非侵入性地监测斑马鱼的活动。FBI会自动跟踪鱼类的运动,并检测与福利相关的参数的变化,如游泳速度、旅行距离、加速度和在特定区域停留的时间。当系统检测到异常活动时,系统会自动发出警报,实现早期干预,提高福利。尽管FBI目前只能监测独居鱼的行为,但Lynne的实验室最近开发了一种新的工具,即染色鱼分析器(CFA),它可以检测成群居住的斑马鱼的行为。

视频2a, 2b和2c:FBI的录像记录了健康的鱼(上)、剪了鱼鳍的鱼(中)和剪了鱼鳍但进行了镇痛的鱼(下)。

Lynne的演讲强调了许多在研究斑马鱼时值得考虑的事情,包括适当地使用浓缩剂和有效地检测疼痛——证明福利对鱼和对其他实验室动物一样重要。

压力较小的实验室啮齿动物训练技术

环境丰富并不是提高实验室动物福利的唯一途径。与技术人员和研究人员的积极互动也可以作为动态充实和显著提高动物福利。玛丽·埃里克森女士是RISE(前SWETOX)的项目负责人,这是一个遍布瑞典的研究和技术组织网络。在她的演讲中,她分享了她的专业知识,如何通过有效的处理和训练,啮齿类动物变得不那么害怕人类(图1),并在接受科学程序时更加合作,这对动物和技术人员都有积极的影响。

一个人俯视着一排小白鼠

图1:老鼠似乎无所畏惧,并寻求与技术人员的互动。

视频3:一只老鼠已经适应了技术人员的操作,并经过训练进行尾静脉采血,可以不需要约束,没有任何明显的压力或不适的操作。

视频4a和4b:未训练(左)和训练(右)小鼠的大隐静脉出血。这只未经训练的老鼠很激动,甩动僵硬的尾巴,挣扎着试图逃跑。它的耳朵向后翻,眼睛半闭着。由于血流被“关闭”,处理人员很难找到血管。相比之下,经过训练的老鼠很平静,尾巴放松,眼睛睁大。小鼠的颜色正常,便于技术人员找到血管,填充毛细血管。

老鼠也可以被训练来接受不愉快的程序,这对动物和技术人员都有同样的好处,包括尾巴静脉采血。这可以减少或消除了需要克制,与动物出现平静和合作在整个过程中(视频5)。玛丽解释如何使用一个舒适的垫子或毯子正面强化训练过程中,实际的过程,帮助动物感到更安全、放松(如视频所示3、4和5)。对于口腔填喂法,训练也可以降低成本过程通过减少药物浪费和损坏填喂法针。

视频5:被训练进行尾静脉采血的老鼠经过训练和适应后,大鼠表现得很冷静和合作,在整个过程中不需要约束。

玛丽还指出,虽然培训最初需要时间和耐心,但福利使其值得。她建议技术人员在进行更复杂的任务之前,先用温和的方式处理动物,让它们习惯自己的存在,并获得它们的信任(视频6)。训练不必只关注痛苦和痛苦的过程,也可以包括简单的日常活动,如教动物独立地从运输箱移动到它们的家笼子(视频7)。

视频6:在训练的最初几天,要获得动物的信任,需要温柔和耐心的处理方法。

视频7:经过训练的老鼠已经习惯了技术人员的存在,甚至在技术人员走动时也会跟着她,寻求互动。它们经过训练,可以自己回到运输箱,然后自己回到笼子里,因此它们不需要由技术人员单独抱起。

一旦老鼠习惯了技术人员的存在,它们就会开始积极地寻求互动,向技术人员靠近,并做出跳跃、咬咬和追逐技术人员的手等好玩的行为(视频8)。在训练过的老鼠身上也观察到类似的行为,尽管它们往往比大鼠更胆小、更容易受惊(图2,视频9)。

小鼠在习惯化和训练后,自信和自愿地与技术人员互动

图2:小鼠在习惯化和训练后,自信和自愿地与技术人员互动。

视频8:老鼠跟随技术人员的手,在她面前表演有趣的行为。

视频9:小鼠表现出冷静和无畏,在习惯化和训练后寻求与技术人员的互动。

玛丽的经验表明,实验室里的啮齿类动物可以通过训练变得不那么害怕程序,在与技术人员互动时更放松。只要有耐心和一致性,训练可以对动物本身和训练它们的技术人员的信心和压力水平产生显著的积极影响。

给老鼠挠痒痒以获得更好的福利

在玛丽演讲的基础上,博士生梅根·拉弗莱特(Megan LaFollette)进一步阐述了对老鼠的处理和动态充实,她讨论了挠老鼠的痒如何提高它们的福利[5].梅根解释说,老鼠在很小的时候就喜欢打打闹闹的游戏,参与其中可以对它们的情绪和压力水平产生积极的影响。她还描述了大鼠如何根据它们的情感(情绪)状态发出不同的叫声:当大鼠经历痛苦或悲伤时,发出约22千赫的低频叫声来传达负面情绪;另一种约50千赫的高频声音传达积极情绪,出现在玩耍或提供食物时[6].当研究人员通过翻动、钉住和挠痒来模仿老鼠打闹时,老鼠会发出这些50千赫的超声波声音(视频10),这表明它们喜欢被人类挠痒。挠痒之后,老鼠也更愿意接近技术人员,并表现出压力减轻的迹象。

视频10:当技术人员给老鼠挠痒痒时,老鼠会发出50kHz的叫声(把音量调大,可以听到老鼠高频的叫声)。

挠痒痒对那些因为实验装置而需要单独居住的大鼠尤其有益,而且在一定程度上可以满足它们玩耍和社交的需要。它还可以使老鼠在痛苦或有压力的过程中更平静,更容易工作,与玛丽的训练方法类似。如果你是给老鼠挠痒痒的新手,你应该在填充的老鼠身上练习挠痒痒,或者试着挠年轻的或未挠痒的老鼠。理想情况下,你应该在老鼠到达动物设施一到两天后开始挠痒,那时它们还小,玩耍对它们来说是一种自然行为。如果你担心额外的工作量或缺乏时间,梅根的研究表明,即使连续三天挠老鼠15秒,也足以显著改善老鼠的福利[7]

你可能会发现,有些老鼠一开始似乎并不喜欢挠痒痒。梅根说,不同的老鼠对挠痒有不同的反应是正常的,但最好不要马上放弃。相反,试着再次给老鼠挠痒,看看它们是否在习惯了挠痒后更喜欢挠痒。学习如何“读懂”你的老鼠是很重要的,这样你就知道当它们不喜欢被挠痒痒时,什么时候该停下来——注意它们的行为,比如主动避开你的手、冻住或尾巴嘎嘎作响。相反,如果你的老鼠做“快乐跳跃”,试着舔你的手指或咬你的手,你可以相信它们喜欢被挠。你也可以使用一个简单的蝙蝠探测器或超声波麦克风,在挠痒痒的时候监听积极的(50kHz)或消极的(22kHz)声音。

梅根分享了良好挠痒的三个关键步骤:

  • 用一只手在大鼠的后颈(颈后)上进行轻柔、轻快的背部接触,持续2 - 3秒(视频11)。
  • 用正确的抓地力正确地抬起大鼠(图3)。确保你握住大鼠的时候松而有力,并习惯在不引起疼痛或不适的情况下控制它的体重。
  • 自信地把老鼠翻转过来,把它按在背上,挠它的肚子3到4秒钟,然后让它再次翻转到肚子上,开始新一轮的游戏(视频12)。

视频11:通过轻触老鼠的后颈来开始游戏。

在翻转和挠痒之前,抓老鼠的不正确(左)和正确(右)的方式。

图3:在翻转和挠痒之前,抓老鼠的不正确(左)和正确(右)的方式。

视频12:翻、钉、挠老鼠的肚子。

如果你想了解更多关于老鼠挠痒痒的知识,梅根创建了一个在线网站老鼠挠课程包含视频,教程和有用的提示,如何挠你的老鼠。如果你通过了所有的测试,你可以得到一个个性化的老鼠挠痒证书!

海报会议得奖者

除了来自改良和实验动物福利方面的专家的演讲,来自13个机构的16名技术人员在研讨会上展示了他们以3rs为重点的工作。今年的研究质量令人印象深刻:我们听说技术人员在他们的设施中实施了一系列新方法,以提高福利,减少对各种物种的使用,从老鼠到青蛙和蝾螈。

根据作品的质量、3Rs的影响力和海报的整体表现,最佳海报将获得100英镑的代金券奖。今年的获奖者是来自Fera Science的尼古拉·库克(Nicola Cook),她的工作是引入改进方法来改善CAX小鼠群体的护理和福利。群居的雄性CAX小鼠对彼此具有很强的攻击性,雌性小鼠在配对交配时对雄性伴侣表现出更强的攻击性。为了尽量减少攻击性行为,受NC3Rs的启发鼠标侵略的研究, Nicola对这些老鼠的住所和营养进行了一些改变。她把空的酸奶瓶绑在笼子的盖子上,为老鼠在笼子的高处提供庇护所,因为它们自然喜欢躲在那里。她还每周介绍不同的食物,鼓励老鼠进行感官和觅食活动。她还减少了笼子清理的频率,从每周到两周,这是已知的,会引起老鼠的压力,并试验了不同的笼子类型,为老鼠提供更多的生活空间。最后,为了尽量减少交配对的攻击性,一旦确认怀孕,雄鼠就会被移出繁殖笼。最终,Nicola观察到攻击性急剧下降,在引入上述改进措施后的四周时间里,记录的攻击性事件减少了四倍,导致动物福利的显著改善。Nicola在处理攻击性问题上的全面、成功的方法以及海报的整体清晰给海报评委留下了深刻的印象。

Nicola Cook (Fera Science),海报比赛的获胜者

图4:Nicola Cook (Fera Science),海报比赛的获胜者。

由于今年展示的海报质量很高,两名亚军也被选中:诺丁汉大学的汤姆·莱弗斯和伦敦大学学院的乔·瓦姆斯利及其同事。

Tom的海报概述了诺丁汉大学实施非厌恶鼠标操作方法的策略。他分享了他在大学成功推广隧道处理方法的最佳建议,包括正确理解正确的技术,使用免费的培训资源并与研究人员和其他动物护理人员建立良好的沟通渠道,这样所有人都可以一起工作,分享他们的观察和经验。

乔的海报着重于改善斑马鱼养殖的方法。他研究了不同的参数——即饮食、繁殖频率和无病原体环境——如何影响繁殖能力。到目前为止,他的观察表明,当斑马鱼在没有病原体的条件下繁殖时,它们显示出更高的受精率。他还观察到,频繁(每周)的繁殖与不频繁(每月)的繁殖相比,长期以来产生的胚胎更少。乔的工作表明,提高对不同因素如何影响斑马鱼饲养的理解,可以改进繁殖方法,减少繁殖种群。

汤姆·莱弗斯,诺丁汉大学 乔·瓦姆斯利,伦敦大学学院

图5:诺丁汉大学的汤姆·莱弗斯(上)和伦敦大学学院的乔·瓦姆斯利(下),季军得奖者。

感谢所有参加研讨会的人,也感谢动物技术研究所的协办。

参考文献

  1. [1]施罗德Pet al。(2014)。斑马鱼想要什么?社会分组、支配地位和性别对富裕偏好的影响。实验动物48(4): 328 - 337。doi: 10.1177 / 0023677214538239

    [2]晶圆LNet al。(2016)。环境富集对斑马鱼育性和繁殖力的影响(鲐鱼类).美国实验动物科学协会杂志55(3): 291 - 294。PMCID: PMC4865689

    [3]迪肯广告et al。(2019)。侵入性处理后斑马鱼行为的自动监测。科学报告9日,9042年。doi: 10.1038 / s41598 - 019 - 45464 - w

    [4]汤姆森JSet al。(2019)。使用智能软件监测工具,彩色鱼分析器,评估斑马鱼群体的行为。神经科学方法杂志328: 108433。doi: 10.1016 / j.jneumeth.2019.108433

    [5]克劳蒂尔在年代et al。(2018)。挠痒痒,抚摸大鼠时诱导积极情绪的技巧。可视化实验杂志(135), e57190。doi: 10.3791/57190

    [6] b . Jet al。(2008).大鼠(褐家鼠)在交配、玩耍和攻击时的超声发声:行为伴随、与奖赏的关系和回放的自我管理。计算心理学杂志122(4): 357 - 367。doi: 10.1037 / a0012889

    [7] LaFollette先生et al。(2018)。实用的大鼠挠痒:确定有效的异特异性玩耍剂量。应用动物行为科学208(11): 82 - 91。doi: 10.1016 / j.applanim.2018.08.005

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