动物的特征

选择哪一种动物模型进行实验应由哪一种模型能最好地回答特定的科学问题来决定,然而,所使用动物的特征(如品系和亚品系、性别、年龄、基线体重)的差异也会对所使用的实验设计、结果和分析这些结果的分析方法产生很大影响。18luck新利体育官网登录

内容:

应变和substrain

使用近亲繁殖动物还是非近亲繁殖动物的选择应该基于具体的科学问题。在对试验或处理的反应中,自交系未必比远交系有更少的可变性(塔特尔)等,2018年),但它们通常在基因和表型上都有更好的定义。因此,通常选择自交系进行群体遗传定位和分子遗传学研究。

另一个需要考虑的问题是使用哪一种砧木(非繁殖动物)、品系或载体,同样是基于特定的科学问题。每一种砧木、品系,在某些情况下还包括子品系,都具有独特的特性,如繁殖力、对特定疾病的易感性或对某些药物的敏感性。这些都需要考虑,选择什么是合适的实验。

为了使结果具有更广泛的推广意义,可以在不增加动物总数的情况下采用包含几个不同的自交系或几18luck新利体育官网登录个不同种群的分段试验设计。更多菌株和亚菌株的信息可以在克拉布找到, 1999年,克劳利, 1997年和2014年。关于系统引入异质性的更多信息可以在2010年Festing中找到,Voelkl等,2018年,Voelkl等,2020.

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监管机构、资助者和出版商都在鼓励研究人员在研究过程的所有阶段同时研究两性。通常情况下,由于发情周期的原因,雌性老鼠在本质上更容易变化的误解被用作只研究雄性老鼠的理由。一项荟萃分析比较了雄性和雌性小鼠的方差,其中雌性小鼠在没有控制发情周期的情况下进行了测试,发现雌性小鼠的方差在任何端点上都没有显著增加,但在雄性小鼠的几个性状上有显著增加。

在实验中使用雄性和雌性动物,可以使研究结果推广到整个人群,从而改善外部效度的实验。在疾病患病率、症状和进展、治疗疗效和副作用方面存在性别差异。对啮齿动物的大规模研究发现,频繁的性交会改变治疗效果。只研究一种性别的研究人员需要仔细证明这种设计决策的合理性。

考虑到随机的性别

当一项实验同时包含雄性和雌性动物时,你必须考虑如何在随机性中考虑到性别。例如,将雄性和雌性分别随机分配到实验组,可以确保研究人员控制每组中雄性/雌性动物的比例,这可以防止在实验中引入性别偏见。然而,如何计算样本量和准确的分析方法都取决于实验的目的。至于分析,性别可以作为一个阻碍因素或者是兴趣因素,取决于实验的目的(见下文)。

用性作为阻碍因素

当研究的目的是确定干预的总体效果,而性别差异不是直接利益时,这种方法是合适的。虽然男性和女性的总体反应可能不同(例如,男性的反应更强),但你没有理由相信干预对男性和女性有不同的效果(例如,反应的方向不同,或治疗只对一种性别有效果)。

在实验设计和统计分析中将性别作为阻碍因素,可以考虑到由性别引入的变异性(即由性别之间18luck新利体育官网登录反应的总体差异引起)。这增加了检测干预(或治疗)实际效果的能力,而不增加实验中使用的动物总数。每个实验组的样本量应使用功率计算基于主要自变量的生物学相关效应量(如药物治疗),每组由雄性和雌性动物组成(理想情况下是一半一半)。

当性别被纳入一个阻碍因素,而治疗/干预是唯一的独立变量时,进行的统计分析应该是一个有阻碍因素的单向方差分析。这一分析将允许研究人员测试干预的效果(例如,药物治疗和对照动物之间是否存在总体差异),但不允许测试雄性和雌性对干预的反应是否不同(即,它不会产生治疗和性别之间互动的p值)。每个性别的概括性/描述性统计数据可以单独绘制(例如箱线图),以查看动物的性别是否导致对干预的反应存在较大差异(即在图表上可见)。观察两性之间治疗反应的差异表明,在未来的实验中,将性别作为一个独立变量是值得考虑的。这将需要一个合适的样本量,以便分别对男性和女性的治疗进行比较(见下文)。

把性作为兴趣因素

如果你想调查干预的效果是否取决于性别,这种方法是合适的。实验设计18luck新利体育官网登录可以是析因设计。如果干预是实验中除性别外唯一的独立变量,可以使用双向方差分析分析两个因素:性别和治疗/干预。

如果你计划进行事后比较,分别对女性和男性进行干预或治疗的效果测试,那么不同治疗水平的男性和女性被认为是不同的试验组(例如,如果治疗是一种药物,每个剂量有一个男性和一个女性组)。每个组的样本量应根据干预或治疗的生物学相关效应量使用幂次计算来确定(关于如何选择适当的幂次计算的进一步指导可以找到在这里).这可能意味着使用的动物数量是单性别实验或将性别作为阻碍因素的实验的两倍。值得注意的是,这种方法比在单独的实验中使用男性和女性并分别分析男性和女性数据更敏感(即统计力更高)。

如果你不计划事后比较来分别测试治疗在男性和女性中的效果,样本量应该使用双向方差分析的幂次计算来确定(如果不确定,请向统计学家寻求帮助)。请注意,该实验只能够测试性别和干预之间是否存在相互作用(即治疗/干预的效果是否取决于性别?),它不一定足够敏感(即每组没有足够的动物),以可靠地分别测试干预/治疗对雌性和雄性的效果。

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年龄

在决定用什么年龄的动物做实验时,必须考虑被研究动物的生物学特性。不同的器官和系统在不同的时间达到发育成熟,与研究问题最相关的确切年龄需要仔细考虑。例如,使用阿尔茨海默病模型的幼年动物可能会限制研究结果的适用性,这取决于使用的阿尔茨海默病模型,以及研究的重点是早发还是晚发阿尔茨海默病。有关动物年龄如何影响结果的更多信息,请参阅Jackson, 2017年。

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基因改造

当转基因动物被用来模拟人类疾病时,重要的是它们概括了与特定科学问题相关的疾病方面。还应考虑用于创建模型的基因修饰方法(脱靶效应的机会,或转基因拷贝数效应),进行修饰的遗传背景,以及已经做了什么来验证精确的基因变化和产生的表型。

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在EDA中代表动物特征

动物特征节点在EDA图表中包含了将用于实验的动物的进一步信息。不同的动物特征节点用于不同的动物特征集,可以在每个节点的属性中输入这些特征。

物种、品系和亚品系、性别、年龄或发育阶段和体重的细节都是重要的,如在《到达指南》中所概述的实验动物

在EDA中设计实验时,可以在帮助中心找到更多信息。

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参考文献和进一步阅读

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克劳利,J. N.,贝尔纳普,J. K.,柯林斯,A.等1997。近交系小鼠的行为表型:分子研究的意义和建议。精神药理学(Berl) 132, 107-24。doi:10.1007 / s002130050327

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