啮齿动物大哥哥

背景

对单个大鼠或小鼠在其家中笼子中的活动进行测量，为从基础研究到药物发现和开发的研究提供了有用的信息。这包括:

• 检测和评估候选药物的毒理学作用(例如对中枢神经系统的作用)，包括身体依赖。
• 以中枢神经系统疾病为靶点的药物特征。
• 基因改变动物的行为表型。
• 昼夜节律的研究。

啮齿类动物的体温测量也可用于上述各项研究应用;特别是一些毒理学研究和身体依赖的评估。活动和温度目前只能单独测量，除非使用外科植入的遥测设备;但是手术给动物带来了额外的福利负担。活动可以使用透明的笼子和光电池光束或红外运动传感器进行非侵入性测量，或将笼子放置在机械传感器平台上。然而，这要求动物被单独安置，这对群居物种(如大鼠和老鼠)来说并不理想。

视频跟踪系统，个体标记不同的颜色，可以用于群体饲养的啮齿动物，但这些方法不容易与金属网盖的标准笼子结合，特别是在多个笼子同时测量时;此外，在黑暗中进行视频跟踪需要红外线照明，这将无法区分标有不同颜色的个体。这项挑战的目的是开发一个综合系统，结合测量啮齿动物的活动和温度，可以用于集体住房，而无需手术。用于测量温度的ID微芯片应答器已经存在，可能被用于这一挑战。这些芯片约为14毫米× 2毫米，被注射到颈后皮下。例如IPTT-300 (PLEXX，荷兰;美国生物医学数据系统公司)。加速度计已经被用来记录和描述啮齿动物的行为运动，但到目前为止还只是在外部佩戴。

3 rs的好处

一种非手术、自动化的方法来测量动物的活动和温度，通过避免手术或单一住房的需要，支持减少和改进。它将使这些额外的测量纳入现有的研究类型，从而减少独立研究的数量。这可能会影响到成千上万动物的福利。更广泛地说，这项技术还可以为其他研究提供额外的信息，在这些研究中，早期识别活动减弱或体温变化的动物可以用于改善人类终点。

挑战冠军

项目团队负责人:

• Douglas Armstrong教授，Actual Analytics,£500000。

充满挑战的信息

实际分析有限公司与挑战赞助商阿斯利康合作开发了创新的啮齿类动物家笼行为监测系统，家笼分析仪(HCA)。该系统提供了最小侵入性，24/7的自动监测个体老鼠的行为(活动，进食，饮水和饲养)和温度，同时被关在一个标准的家庭笼子里。当用于安全药理学研究时，该系统避免了手术或单独住房的需要，减少了所需的动物数量，为使用的动物提供福利，并通过将额外的测量纳入现有的研究类型，减少了所需的总体研究数量。

HCA系统适用于标准IVC机架的两个机架空间，无需修改家用笼子(图1)。每只动物在腹部中线皮下使用射频识别(RFID)芯片进行标记，使用位于每个笼子下方的2D RFID读取器阵列记录温度、位置和身份。笼子由红外线LED照明，侧面高清摄像机捕捉老鼠的行为记录。视频和底板数据由一台小型计算机处理，经过训练的软件检测特定行为。

图1。家庭笼分析系统的说明，重点突出了关键组件。

阿斯利康对HCA系统进行了原理证明研究，使用了三种参考药物(氯丙嗪和氯硝安定(镇静剂)和安非他明(兴奋剂))，并证明了HCA可以检测组动物的动态活性、垂直活性和皮下温度的变化，与传统改进的Irwin测试(mIT)中看到的效果一致，但延伸到24小时的情况(谢霆锋等, 2018)．HCA还检测到了麻省理工学院忽略的影响，强调了持续监测的好处。

虽然该系统最初被开发用于制药行业的安全性研究，但该系统也具有广泛的适用性，包括对新疾病模型的表型和药理分析。

实际分析公司被授予合同挑战啮齿动物的小弟弟并为老鼠开发了一套系统。

Actual Analytics获得了NC3Rs技术合作中心的资助裂纹IT解决方案扩大系统范围。Actual Analytics与伦敦大学玛丽女王学院的研究人员合作，验证了该系统对接受脊髓或脑损伤手术的动物的家庭笼行为和福利的纵向监测//www.jngcut.com/rodent-big-brother．

NC3Rs与Actual Analytics和阿斯利康合作举办了为期一天的研讨会，向潜在行业用户展示啮齿动物HCA系统。可以找到更多的信息在这里．

用于大鼠和小鼠的HCA系统已在商业上可购买，并已由许多cro、研究机构和制药公司实施。有关HCA系统的更多信息，请访问Actual Analytics网站或联系实际分析getintouch@actualanalytics.com．

ActualHCA^TM

产品描述

实际分析家用笼子分析仪(ActualHCA)代表了啮齿类动物行为研究技术的重大和令人兴奋的突破。在过去，测量啮齿动物的大多数行为意味着它们必须被单独安置在定制的场地中。分析被限制在指定的观察时间内，通常是在白天，这意味着研究人员只获得了啮齿类动物活动和行为的人工快照。

与ActualHCA^TM，它可以在24/7的基础上以最少侵入的方式收集数据，而啮齿类动物仍然在正常的家庭笼。该系统可以自动分析每只动物在正常社会群体中的离散行为、体温和运动活动。活动和温度模式的实时分析可以用来触发自定义的福利警报或实验终点。

在家用笼内进行测试适用于许多感兴趣的领域，包括但不限于:

• 检测和评估候选药物的安全性/毒理学效应。
• 基因改变动物的行为表型。
• 对多个月的动物队列进行纵向分析。
• 药物疗效的研究。
• 昼夜节律的研究。
• 社会互动研究。

3 rs的好处

减少:收集的纵向数据的数量提供了额外的统计能力，这意味着需要更少的动物。使用一组动物可以同时收集多个端点(例如在同一组动物中运动和温度)，减少总数量。

细化:收集到的行为数据完全是非侵入性的，并基于识别家庭笼子中的个体行为，不需要对动物进行社会隔离。远程观察能力有助于加强福利监测。实时数据分析可以实时指出潜在的福利问题。

特性

24/7记录和分析

如果需要，数据会被全天候记录长达一年或更长时间，这样你就可以确保每一个行为都被捕捉到了。

一个真正的家庭笼子

这不仅仅是一个你可以把啮齿动物关在里面的笼子，这真的是它们的家。HCA系统适合您的标准IVC机架，无论您目前有哪种类型的笼子。不需要修改现有的笼型。

多个数据水平

该系统收集不同层次的数据，包括身体运动、功能和行为。这包括离散行为以及昼夜节律和运动数据。