تقييم منهجي لرفاهية في الفئران للإجراءات باستخدام التخدير العام
Summary
قمنا بتطوير بروتوكول تقييم الرفاه في الفئران خلال الإجراءات باستخدام التخدير العام. مجموعة من المعلمات السلوكية التي تشير إلى مستويات الرفاه، وكذلك حللت والايضات جلوكوكورتيكويد. يمكن أن تخدم البروتوكول كوسيلة مساعدة عامة لتقدير درجة الخطورة بطريقة علمية، وتتمحور حول الحيوان.
Abstract
تمشيا مع 3R تطوير مبدأ (الاستبدال، والحد، وصقل) برسل وبورتش، البحث العلمي ينبغي استخدام بدائل للتجارب الحيوانية كلما كان ذلك ممكناً. العدد الكلي للحيوانات المختبرية المستخدمة عندما لا يوجد بديل للتجارب الحيوانية، ينبغي أن يكون الحد الأدنى المطلوب للحصول على بيانات قيمة. وعلاوة على ذلك، ينبغي تطبيق تدابير التحسين المناسبة للتقليل من الألم والمعاناة والشدة المصاحبة للإجراءات التجريبية. الفئات المستخدمة لتصنيف درجة الألم والمعاناة والشدة عدم استرداد، خفيفة أو معتدلة أو شديدة (توجيه الاتحاد الأوروبي 2010/63). تحديد الفئات التي تنطبق في حالات فردية، من الأهمية بمكان استخدام أدوات سليمة علمياً.
بروتوكول جيدا بعد تقييم بينج المعروضة هنا يهدف للإجراءات التي يتم استخدام التخدير العام. ويركز البروتوكول في قفص المنزل سلوكيات النشاط، و “مقياس كشر ماوس” والرفاهية مثل تختبئ وعش بناء السلوك كمؤشرات الرفاه. كما أنه يستخدم نموذج الاستكشافية مجاناً لسمة القلق المتصلة السلوك. يتم قياس نواتج الأيض القشري البراز كمؤشرات للتوتر الحاد خلال فترة ما بعد مخدر 24-ح.
ينص البروتوكول على معلومات علمية متينة في رفاهية الفئران بعد التخدير العام. نظراً لبساطته، يمكن بسهولة تكييف البروتوكول ومتكاملة في دراسة المخطط لها. على الرغم من أنها لا توفر مقياس لتصنيف الشدة في فئات وفقا لتوجيه الاتحاد الأوروبي 2010/63، يمكن أن يساعد الباحثين تقدير درجة خطورة إجراء باستخدام بيانات سليمة علمياً. يوفر طريقة لتحسين تقييم الرفاه بطريقة علمية، وتتمحور حول الحيوان.
Introduction
الاتحاد الأوروبي التوجيه 2010/631 تنص على أن مبدأ 3R (استبدال، الحد، وصقل) وضعتها رسل وبورتش2 تطبق كلما لزم إجراء التجارب الحيوانية. الهدف النهائي المتمثل في توجيه الاتحاد الأوروبي بالتخلص التدريجي من جميع الحيوانات التجارب، ولكن التوجيه وتعترف أنه، في الوقت الراهن، يزال يلزم بعض التجارب على الحيوانات لإجراء البحوث التي من شأنها حماية صحة الإنسان والحيوان. وهكذا، إذا كانت تجربة حيوان لا يمكن استبداله بأي طريقة بديلة، فقط الحد الأدنى لعدد الحيوانات المختبرية لاستخدامها للحصول على نتائج يمكن الاعتماد عليها. وبالإضافة إلى ذلك، ينبغي تقليل مقدار الألم والمعاناة والشدة المصاحبة للإجراءات التجريبية باستخدام تدابير التحسين المناسبة. الاتحاد الأوروبي التوجيه 2010/63 ينص على أن شدة الإجراء يجب أن تصنف مستقبلا ك عدم الاسترداد، خفيفة، معتدلة أو حادة1. كما تقرر تصنيف الخطورة على أساس حالة بحالة، من المهم أن يكون أدوات سليمة علمياً لتقدير مدى خطورة إجراء معين.
أوراق نقاط اقترحه مورتون وغريفيث3 أداة أساسية في الكشف عن أي انحرافات عن الوضع الطبيعي، بما في ذلك من آثار سلبية على رفاه4. تستخدم أوراق نقاط لتحديد أثر رجعي الألم والمعاناة، والضائقة الناجمة عن تجربة والتركيز على التغييرات المرئية في الحالة المادية للحيوان الفردية (مثلاً، وزن الجسم، الفراء، مشيه). وعلى الرغم من المرفق الثامن لتوجيه الاتحاد الأوروبي 2010/63 يوفر أمثلة لكل فئة على حدة، الباحثين ما زال الافتقار إلى أدوات لتقدير درجة خطورة إجراء معين باستخدام علمياً على أساس البيانات.
نظراً لغياب مؤشرات تبين رفاه السلبية ليست الطريقة الوحيدة لتحديد حالة الحيوان؛ وجود مؤشرات تشير إلى رفاه الإيجابية هي أيضا هامة5،6،،من78. على سبيل المثال، عرض السلوكيات الفاخرة مثل تختبئ الحيوانات وتداخل بناء السلوك فقط عند تلبية جميع احتياجاتهم الأساسية. إذا كان يتم تقليل الرفاه، السلوكيات الفاخرة هم الأول من انخفاض5،7. ينبغي أن تتضمن البروتوكولات لاستخدامها في تقييم الرفاه مؤشرات تشير إلى البدنية والفسيولوجية/البيوكيميائية والنفسية الدول الحيوانات من أجل تقييم رفاههم ب طريقة مفصلة وشاملة9.
في سياق من الصقل، تم وضع بروتوكول لتلبية هذه الاحتياجات، وتقييم آثار الإجراءات التي تنطوي على التخدير العام على الرفاه للفئران10. في الوقت نفسه، كان الهدف التقليل إلى أدنى حد من أي ضغوط إضافية لتمكين التكامل السهل للبروتوكول في تجربة معينة. ويعتبر البروتوكول تختبئ السلوك والسلوك قفص المنزلية مثل النشاط، وتناول الطعام، وتداخل سمة القلق المتصلة السلوك. وبالإضافة إلى ذلك، يشمل نطاق كشر الماوس (MGS)، والتحليل غير الغازية من نواتج الأيض القشري في البراز. ويهدف البروتوكول لتيسير تقييم الرفاه بطريقة علمية وتتمحور حول الحيوانات، وتقديم معلومات عن الرفاه الذي يدعم تصنيف درجة الخطورة. بالإضافة إلى أوراق النتيجة، أنها توفر معلومات مفيدة لتصنيف الخطورة من إجراء. ومن السهل القيام بالبروتوكول ولا تتطلب معدات واسعة النطاق، فإنه يمكن دمجها في تجربة جارية دون التأثير على نتائج دراسة. تجدر أن “الأبحاث الحيوانية”: الإبلاغ في فيفو تجارب (سيصلون) المبدأ التوجيهي11 التي سيحتفل بها في جميع الدراسات المتعلقة بالتجارب على الحيوانات، بهدف تحسين تصميم وتحليل، والإبلاغ عنها.
Protocol
Representative Results
Discussion
البروتوكول وضعت أصلاً لتقييم رفاه C57BL/6JRj الفئران التي تلقت تخدير واحد أو التخدير isoflurane المتكررة. تؤكد النتائج تلك الاختبارات من السلوكيات الفاخرة، فضلا عن تدابير أخرى (مثل نموذج الاستكشافية مجاناً، ملغ، تناول الطعام برجلهم) كانت أساليب حساسة لتقييم الرفاه. التخدير isoflurane المتكررة تس?…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وبفضل “جاكوبس سابين” لتقديم المساعدة في مجال جمع العينات، إديث كلوبيتز الرسام لتحليل FCM، PD الدكتور البيطري. هابيل. ميرل Roswitha للمساعدة في التحليل الإحصائي، وغينتنر ديرلينغ لتصحيح التجارب المطبعية المخطوط. الدراسة هي جزء من منهاج البحث برلين-براندنبورغ BB3R (www.bb3r.de) وقد مولت الوزارة الألمانية الاتحادية للتعليم والبحوث (منح رقم: 031A262A) (www.bmbf.de/en/index.html).
Materials
| Isofluran | CP-Pharma Handelsgesellschaft mbH | 1214 | |
| InfraMot – Sensore Units | TSE Systems | 302015-SENS | |
| InfraMot – Control Units | TSE Systems | 302015-C/16 | |
| InfraMot – Software | TSE Systems | 302015-S | |
| Nestlet N | Ancare – Plexx | NES3600 | |
| Camera EOS 350D | Canon |
Referenzen
- 2010 EU. Directive 2010/63/EU. Official Journal of the European Union. , (2010).
- Russell, W. M. S., Burch, R. . The principles of humane experimental technique. , (1959).
- Morton, D. B., Griffiths, P. H. Guidelines on the recognition of pain, distress and discomfort in experimental animals and an hypothesis for assessment. Vet Rec. 116 (16), 431-436 (1985).
- Bugnon, P., Heimann, M., Thallmair, M. What the literature tells us about score sheet design. Lab Anim. 50 (6), 414-417 (2016).
- Boissy, A., et al. Assessment of positive emotions in animals to improve their welfare. Physiol Behav. 92 (3), 375-397 (2007).
- Arras, M., Rettich, A., Cinelli, P., Kasermann, H. P., Burki, K. Assessment of post-laparotomy pain in laboratory mice by telemetric recording of heart rate and heart rate variability. BMC Vet Res. 3, 16 (2007).
- Jirkof, P. Burrowing and nest building behavior as indicators of well-being in mice. J Neurosci Methods. 234, 139-146 (2014).
- Jirkof, P., et al. Burrowing behavior as an indicator of post-laparotomy pain in mice. Front Behav Neurosci. 4, 165 (2010).
- Hawkins, P., et al. A guide to defining and implementing protocols for the welfare assessment of laboratory animals: eleventh report of the BVAAWF/FRAME/RSPCA/UFAW Joint Working Group on Refinement. Lab Anim. 45 (1), 1-13 (2011).
- Hohlbaum, K., Bert, B., Dietze, S., Palme, R., Fink, H., Thöne-Reineke, C. Severity classification of repeated isoflurane anesthesia in C57BL/6JRj mice-Assessing the degree of distress. PLoS ONE. 12 (6), e0179588 (2017).
- Kilkenny, C., Browne, W. J., Cuthill, I. C., Emerson, M., Altman, D. G. Improving bioscience research reporting: the ARRIVE guidelines for reporting animal research. PLoS Biol. 8 (6), e1000412 (2010).
- Hurst, J. L., West, R. S. Taming anxiety in laboratory mice. Nat Methods. 7 (10), 825-826 (2010).
- Langford, D. J., et al. Coding of facial expressions of pain in the laboratory mouse. Nat Methods. 7 (6), 447-449 (2010).
- Deacon, R. M. Assessing nest building in mice. Nat Protoc. 1 (3), 1117-1119 (2006).
- Deacon, R. M., Raley, J. M., Perry, V. H., Rawlins, J. N. Burrowing into prion disease. Neuroreport. 12 (9), 2053-2057 (2001).
- Deacon, R. M. Burrowing in rodents: a sensitive method for detecting behavioral dysfunction. Nat Protoc. 1 (1), 118-121 (2006).
- Palme, R., Touma, C., Arias, N., Dominchin, M. F., Lepschy, M. Steroid extraction: get the best out of faecal samples. Wien Tierarz Monats. 100 (9-10), 238-246 (2013).
- Touma, C., Palme, R., Sachser, N. Analyzing corticosterone metabolites in fecal samples of mice: a noninvasive technique to monitor stress hormones. Horm Behav. 45 (1), 10-22 (2004).
- Touma, C., Sachser, N., Mostl, E., Palme, R. Effects of sex and time of day on metabolism and excretion of corticosterone in urine and feces of mice. Gen Comp Endocrinol. 130 (3), 267-278 (2003).
- Bert, B., Schmidt, N., Voigt, J. P., Fink, H., Rex, A. Evaluation of cage leaving behaviour in rats as a free choice paradigm. J Pharmacol Toxicol Methods. 68 (2), 240-249 (2013).
- Lister, R. G. Ethologically-based animal models of anxiety disorders. Pharmacol Ther. 46 (3), 321-340 (1990).
- Belzung, C., Berton, F. Further pharmacological validation of the BALB/c neophobia in the free exploratory paradigm as an animal model of trait anxiety. Behav Pharmacol. 8 (6-7), 541-548 (1997).
- Finlayson, K., Lampe, J. F., Hintze, S., Wurbel, H., Melotti, L. Facial indicators of positive emotions in rats. PLoS ONE. 11 (11), e0166446 (2016).
- Miller, A., Kitson, G., Skalkoyannis, B., Leach, M. The effect of isoflurane anaesthesia and buprenorphine on the mouse grimace scale and behaviour in CBA and DBA/2 mice. Appl Anim Behav Sci. 172, 58-62 (2015).
- Miller, A. L., Golledge, H. D., Leach, M. C. The influence of isoflurane anaesthesia on the rat grimace scale. PLoS ONE. 11 (11), e0166652 (2016).
- Deacon, R. Assessing burrowing, nest construction, and hoarding in mice. J Vis Exp. (59), e2607 (2012).
- Felton, L. M., Cunningham, C., Rankine, E. L., Waters, S., Boche, D., Perry, V. H. MCP-1 and murine prion disease: separation of early behavioural dysfunction from overt clinical disease. Neurobiol Dis. 20 (2), 283-295 (2005).
- Deacon, R. M., Croucher, A., Rawlins, J. N. Hippocampal cytotoxic lesion effects on species-typical behaviours in mice. Behav Brain Res. 132 (2), 203-213 (2002).
- Filali, M., Lalonde, R., Rivest, S. Subchronic memantine administration on spatial learning, exploratory activity, and nest-building in an APP/PS1 mouse model of Alzheimer’s disease. Neuropharmacology. 60 (6), 930-936 (2011).
- Guenther, K., Deacon, R. M., Perry, V. H., Rawlins, J. N. Early behavioural changes in scrapie-affected mice and the influence of dapsone. Eur J Neurosci. 14 (2), 401-409 (2001).
- Deacon, R. M., Reisel, D., Perry, V. H., Nicholas, J., Rawlins, P. Hippocampal scrapie infection impairs operant DRL performance in mice. Behav Brain Res. 157 (1), 99-105 (2005).
- Jirkof, P., et al. Assessment of postsurgical distress and pain in laboratory mice by nest complexity scoring. Lab Anim. 47 (3), 153-161 (2013).
- Atanasov, N. A., Sargent, J. L., Parmigiani, J. P., Palme, R., Diggs, H. E. Characterization of train-induced vibration and its effect on fecal corticosterone metabolites in mice. J Am Assoc Lab Anim Sci. 54 (6), 737-744 (2015).
- Voigt, C. C., et al. Hormonal stress response of laboratory mice to conventional and minimally invasive bleeding techniques. Anim Welf. 22 (4), 449-455 (2013).
- Walker, M. K., et al. A less stressful alternative to oral gavage for pharmacological and toxicological studies in mice. Toxicol Appl Pharmacol. 260 (1), 65-69 (2012).
- Miyashita, T., et al. Social stress increases biopyrrins, oxidative metabolites of bilirubin, in mouse urine. Biochem Biophys Res Commun. 349 (2), 775-780 (2006).
- Bains, R. S., et al. Analysis of individual mouse activity in group housed animals of different inbred strains using a novel automated home cage analysis system. Front Behav Neurosci. 10 (106), (2016).
- Saibaba, P., Sales, G. D., Stodulski, G., Hau, J. Behaviour of rats in their home cages: daytime variations and effects of routine husbandry procedures analysed by time sampling techniques. Lab Anim. 30 (1), 13-21 (1996).
