Систематическая оценка благосостояния в мышах для процедур с использованием общего наркоза
Summary
Мы разработали протокол для оценки благосостояния в мышей во время процедур с использованием общей анестезии. Серия поведенческие параметры, указывающие такого уровня благосостояния, а также были проанализированы глюкокортикоидных метаболитов. Протокол может служить общей помощи для оценки степени тяжести на основе научных, ориентированный на животных.
Abstract
В соответствии с 3R принцип (замена, сокращения, уточнения) разработан Рассел и Берч научные исследования следует использовать альтернативные экспериментов на животных всякий раз, когда это возможно. Когда нет альтернативы экспериментов на животных, общее количество лабораторных животных, используемых должно быть минимум, который необходим для получения ценных данных. Кроме того соответствующие уточнения меры должны применяться к минимуму боль, страдания и бедствия, сопровождающих экспериментальной процедуры. Категории используются для классификации степени боль, страдания и бедствия являются не восстановления, легкой, умеренной или тяжелой (директива ЕС 2010/63). Чтобы определить, какие категории применяются в отдельных случаях, крайне важно использовать научно обоснованных инструменты.
Протокол хорошо быть оценки, представленные здесь предназначен для процедуры, в ходе которых используется общая анестезия. Протокол посвящен дома Кейдж активность, мыши гримаса масштаба и роскошь поведения, например роющих и гнездо строительство поведение как показатели благосостояния. Он также использует бесплатный исследовательские парадигмы для поведения связанных с тревоги черта. Фекальный кортикостерона метаболиты как показатели острого стресса измеряются в течение 24-h после анестезии.
Протокол обеспечивает научно достоверной информации на благосостояние мышей после общей анестезии. Благодаря своей простоте протокол могут быть легко адаптированы и интегрированы в рамках планируемого исследования. Хотя он не обеспечивает шкалу для классификации бедствия в категории согласно директиве ЕС 2010/63, это может помочь исследователям оценить степень тяжести процедуры с использованием научно обоснованных данных. Она предоставляет способ для улучшения оценки благополучия на основе научных, ориентированный на животных.
Introduction
ЕС Директива 2010/631 предусматривается, что принцип 3R (замена, сокращения, уточнения), разработанный Рассел и Берч2 применяться всякий раз, когда необходим экспериментов на животных. Конечная цель директивы ЕС прекратить все испытания на животных, но Директива признает, что в настоящее время, некоторые эксперименты на животных по-прежнему необходимы для проведения исследований, которые будут защищать здоровье человека и животных. Таким образом если эксперимент животных не может быть заменен любым альтернативным методом, только минимальное количество лабораторных животных должен использоваться для получения надежных результатов. Кроме того количество боли, страдания и бедствия, сопровождающих экспериментальной процедуры следует минимизировать с помощью мер соответствующие уточнения. ЕС Директива 2010/63 предусматривается, что тяжесть процедура должна проспективно классифицируются как без рекуперации, легкой, умеренной или тяжелой1. Как серьезности классификации решается на основе case-by-case, важно иметь научно обоснованных инструменты для оценки серьезности данной процедуры.
Оценка листы, предложенный Мортон и Гриффит3 являются важным инструментом для выявления любых отклонений от нормального состояния, включая негативное воздействие на благополучие4. Оценка листы используются для определения ретроспективно боль, страдания, и страдания, вызванные эксперимент и сосредоточиться на видимых изменений в физическое состояние отдельных животных (например, массы тела, мех, походка). Хотя приложение VIII директивы ЕС 2010/63 приводятся примеры по каждой категории тяжести, исследователи до сих пор отсутствие инструментов для оценки степени тяжести данной процедуры с использованием научно базе данных.
Отсутствие показателей, показаны негативные благосостояния не является единственным способом для определения состояния животного; наличие показателей, указывающих позитивные благополучия является также важным5,6,,78. Например животные отображения поведения роскоши, как роющих и гнездятся здание поведение только тогда, когда их основных потребностей. Если снижается благосостояние, роскошь поведения являются первыми снижаться5,7. Протоколы для использования в оценке благосостояния должно включать показатели, указывая на физической, физиологической/биохимических и психологической государствам животных с целью оценить их благополучие в подробной и всеобъемлющей основе9.
В контексте изысканности протокол был разработан для удовлетворения этих требований и оценить последствия процедуры, связанные с общей анестезии на благосостояние мышей10. В то же время цель заключалась в том, чтобы свести к минимуму любой дополнительной нагрузки возможность легкой интеграции протокола в данный эксперимент. Протокол считает, роющих поведение, поведение дома Кейдж как активность, прием пищи и вложенности и поведение связанных с тревоги черта. Кроме того она включает в себя мыши шкала гримаса (MGS) и неинвазивного анализа метаболитов кортикостерона в фекалиях. Протокол предназначен для облегчения оценки благосостояния на основе научного и ориентированного на животных и предоставлять информацию о благосостояния, который поддерживает классификации степени тяжести. В дополнение к Оценка листы он может дать полезную информацию для классификации тяжести процедуры. Поскольку протокол легко осуществить и не требует обширных оборудования, его можно интегрировать в текущего эксперимента без влияния на результаты исследования. Следует отметить, что исследования животных: отчетность о в Vivo экспериментов (прибытие) Руководящий принцип11 является соблюдаться во всех исследованиях, касающихся экспериментов на животных, с целью улучшения проектирования, анализа и отчетности.
Protocol
Representative Results
Discussion
Протокол был разработан для оценки благосостояния мышей C57BL/6JRj, которые получили либо один анестезия или повторных изофлюрановая. Результаты подтверждают, что испытания поведения класса люкс, а также другие меры (например бесплатный исследовательские парадигмы, MGS, они самые пищи)…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Благодаря Sabine Джейкобс для оказания помощи с проб, Эдит Klobetz-Rassam для анализа ТСМ ветеринар PD д.м.н. Хабила. Мерле Roswitha для оказания помощи с статистического анализа и Wiebke Гентнер для корректуры рукопись. Это исследование является частью платформы исследования Берлин-Бранденбург BB3R (www.bb3r.de) и финансировался немецкого федерального министерства образования и научных исследований (номер гранта: 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).
