Summary

마우스의 스트레스를 줄이는 취급 기술

Published: September 25, 2021
doi:

Summary

이 논문은 불안과 같은 행동을 줄임으로써 일상적인 처리를 용이하게하고 두 가지 기존 관련 기술 (터널 및 꼬리 처리)에 대한 세부 사항을 제공하는 마우스의 처리 기술인 3D 처리 기술에 대해 설명합니다.

Abstract

실험실 동물은 과학자 또는 동물 관리 공급자에 의해 여러 조작을 받습니다. 이 원인은 스트레스는 동물의 복지에 지대한 영향을 미칠 수 있으며 불안 측정과 같은 실험 변수에 대한 혼란 요인이 될 수 있습니다. 수년에 걸쳐, 취급 관련 스트레스를 최소화 하는 취급 기술은 쥐에 특정 초점으로 개발 되었습니다., 쥐에 거의 관심. 그러나, 마우스는 취급 기술을 사용하여 조작에 습관화될 수 있다는 것을 보여주었습니다. 마우스를 취급하는 습관화는 스트레스를 줄이고, 일상적인 취급을 용이하게 하며, 동물 복지를 개선하고, 데이터 변동성을 감소시키며, 실험적 신뢰성을 향상시킵니다. 취급의 유익한 효력에도 불구하고, 특히 스트레스가 많은 꼬리 픽업 접근 방식은 여전히 널리 사용됩니다. 이 논문은 인간 상호 작용 중에 동물이 경험한 스트레스를 최소화하기 위한 새로 개발된 마우스 취급 기술에 대한 자세한 설명 및 데모를 제공합니다. 이 수동 기술은 3 일 이상 수행 (3D 처리 기술) 실험자습관 동물의 능력에 초점을 맞추고있다. 이 연구는 또한 이전에 확립 된 터널 처리 기술 (폴리 카보네이트 터널 사용)과 꼬리 픽업 기술의 효과를 보여줍니다. 구체적으로 연구된 것은 행동 테스트(고화플러스 미로 및 참신한 수유), 실험자와의 자발적상호작용 및 생리학적 측정(코르티코스테론 수준)을 사용하여 불안과 같은 행동에 미치는 영향입니다. 3D 핸들링 기술과 터널 처리 기술은 불안과 같은 표현형을 감소시켰습니다. 첫 번째 실험에서, 6 개월 된 남성 마우스를 사용 하 여, 3D 처리 기술 크게 실험자 상호 작용을 향상. 두 번째 실험에서는 2.5개월 된 암컷을 사용하여 코르티코스테론 수준을 감소시다. 따라서 3D 처리는 실험자와의 상호 작용이 요구되거나 선호되는 시나리오또는 실험 중에 터널 처리가 불가능할 수 있는 시나리오에서 유용한 접근 방식입니다.

Introduction

마우스와 쥐는 내분비, 생리학, 약리학적 또는 행동 연구를 포함한 여러 목적을 위해 전임상 연구1,2에 필수적인 자산이다2. 동물과 관련된 연구의 증가로부터, 인간의 상호 작용을 포함한 통제되지 않는 환경 변수가 생물 의학 연구3,4,5에서다양한 결과에 영향을 미친다는 것이 발생했습니다. 이것은 실험 과 연구실험실4,5,동물 연구에서 중요한 주의 사항을 포즈에 걸쳐 관찰 된 상당한 가변성에 대한 책임이 있습니다.

환경 스트레스의 영향을 제한하고 인간의 상호 작용에 대한 반응성을 줄이는 것을 목표로 다양한 접근 법이 구현되었습니다. 예를 들어, 환경 스트레스의 영향을 제한하기 위해 주택 조건의 표준화 및 자동화 된 주택 시스템6,7이 실험실 전반에 걸쳐 구현되었습니다. 인간과의 상호 작용에 관해서는, 동물을 취급하고 수송하기 위한 일반적으로 이용되는 접근법은 동물의 불편과 스트레스에 거의 신경쓰지 않았다. 예를 들어, 꼬리에 의한 동물을 집어들거나 집게8을 사용하면 기준불안9,10,11이증가하여 탐사9,12를 감소시키고 연구 내 및14을통해 개별 간 가변성에 크게 기여한다. 그 결과, 마우스와 쥐에 적용되는 컵 처리 기술과 같은 다른 접근법이 개발되었다. 이 접근법에서, 동물은 그들의 새장에서 “컵”, 그리고 컵을 형성하는 그들의 손으로실험자에 의해 개최9,10,11. 꼬리 처리에 대한 또 다른 유용한 대안은 마우스9,10,15를전송하는 폴리 카보네이트 터널의 사용을 포함한다. 이 방법은 마우스와 실험자 간의 직접적인 상호 작용을 제거합니다. 컵과 터널 접근법 은 모두 불안과 같은 행동과 꼬리 픽업 / 꼬리 처리9,10과같은 역경 처리 기술에 의해 과장 될 수있는 실험자의 두려움을 감소시키는 효능을 보였다.

따라서, 증가된 증거는 개인9,11사이의가변성을 감소시키고 동물복지(10)를개선하기 위한 적절한 마우스 취급의 유용성을 입증한다. 그러나 위에서 언급한 기술은 여전히 한계에 직면해 있습니다. 컵 취급 기술은 10일(2주16일10회)부터17주까지의 스케줄로 구현되었으며, 이는 시설 직원과 실험자에게 상당한 시간입니다. 또한, 컵 핸들링의 효과는 변형9에 따라 다르며, 종래의 컵 핸들링은 순진한 마우스 또는 특히 손9,18에서점프하는 급한 균주로 이어질 수 있다. 터널 처리결과 보다 일관되고 일반적으로 더 빠른 결과19. 터널은 홈 케이지 농축으로도 사용됩니다. 그들은 동물이 신속하게 처리하는 습관과 농축의 추가 혜택을 제공하는 데 도움이됩니다. 그러나 터널 처리에는 장치 간에 동물을 옮길 때 제한이 있습니다. 흥미롭게도 허스트와 웨스트9,헨더슨 외20은 터널에서 장치로 동물을 이송하기 위해 부드럽고 간단한 수동 취급을 사용하면 표현형에 영향을 미치지 않는다는 것을 입증했습니다.

짧은 기간에 달성 가능한 습관과 함께 기존 방법에 대한 대안을 제공하기 위해 이 문서에서는 컵 처리 기술을 확장하는 새로운 기술을 설명하므로 특정 장비가 필요하지 않습니다. 이 접근법은 이정표를 사용하여 마우스가 처리 프로세스에 가지고 있는 편안함의 수준을 측정합니다. 그것은 (행동 및 호르몬 수준에서) 마우스 반응성과 스트레스를 감소에 효능을 보여줍니다, 일상적인 처리를 용이하게하고 동물 사이의 가변성을 감소에 기여. 이 기술의 세부 사항은 여기에 제공되며, 불안과 같은 행동을 감소시키고, 실험자와의 상호 작용을 개선하고, 주변 응력 호르몬 (corticosterone) 방출을 제한하는 효능은 터널 처리 (양성 제어) 및 꼬리 처리 기술 (부정적인 제어)에 비해 두 가지 별도 연구 (남성과 여성 마우스)에서 입증됩니다.

Protocol

동물 과목과 관련된 절차는 CAMH 동물 관리위원회에 의해 승인되었으며 캐나다 동물 관리 위원회에 따라 수행되었습니다. 참고: 본 명세서에 기재된 처리 방법은 비형질전환(C57/BL6, BalbC, CD1, SV129 등) 및 형질대사를 포함한 다양한 마우스 균주에서 사용될 수 있다. 그것은 또한 젊은 또는 오래 된 마우스와 함께 사용할 수 있습니다., 젊은 성인 지적 (4-6 주 오래 된) 마우스 성인 ?…

Representative Results

2개의 별도 연구 결과는 C57BL/6 마우스로 수행되었습니다. 연구 #1 잭슨 연구소 (고양이 #000664)에서 2.5 개월 된 여성 (N = 36 / 연구)을 포함 6 개월 된 남성과 연구 #2 포함. 마우스는 2 개월의 나이에 시설에 도착했다. 연구 #2 여성은 도착 후 2 주 동안 처리 및 테스트하는 동안, 연구 #1 남성은 6 개월의 나이에 만 처리 및 테스트 (글로벌 전염병 종료로 인한 지연). 이 기간 동안, 연구 #2 마우스 한 개가 실?…

Discussion

이 연구 와 방법 개발은 마우스의 취급 기술이 여전히 과학계에 의해 간과되고 있으며, 일부 실험실은 여전히 실험 전에 동물의 스트레스와 반응성을 줄이기 위해 습관또는 취급 기술을 구현하는 것을 꺼려한다는 관찰에 근거합니다. 시간 투입을 대표하는 동안, 동물 취급은 수행 될 실험의 성공에 기여할 수있는 동물에게 유익한 효과를 제공하고 데이터 가변성 또는 동물 과반응으로 인해 실험?…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

저자는 이 일을 지원하기 위한 CAMH의 동물 관리 위원회, 뿐만 아니라 절차의 유용성에 대한 광범위한 피드백을 제공 CAMH의 동물 간병인, 설명 된 실험의 실행 및 다른 사용자를위한 상세한 프로토콜의 제출을 동기를 부여. 이 작품은 부분적으로 CAMH 브레이크 스루 챌린지에 의해 투자되었다, TP에 수여, CAMH에서 내부 자금에 의해.

Materials

23 G x 1 in. BD PrecisionGlide general use sterile hypodermic needle. Regular wall type and regular bevel. BD 2546-CABD305145 Needles for Blood collection
BD Vacutainer® Venous Blood Collection EDTA Tubes with Lavender BD Hemogard™ closure, 2.0ml (13x75mm), 100/pk BD 367841 EDTA Coated tubes for blood collection
Bed’o cobs ¼” Corn cob laboratory animal bedding Bed-O-Cobs BEDO1/4 Novel bedding for novelty suppressed feeding
Centrifuge Eppendorf Centrifuge 5424 R For centrifugation of blood.
Corticosterone ELISA Kit Arbor Assays K003-H1W
Digital Camera Panasonic HC-V770 Camera to record EPM/Experimenter interactions
Elevated Plus Maze Home Made n/a Custom Maze made of four black Plexiglas arms (two open arms (29cm long by 7 cm wide) and two enclosed arms (29 cm long x7 cm wide with 16 cm tall walls)) that form a cross shape with the two open arms opposite to each other held 55 cm above the floor
Ethanol Medstore House Brand 39753-P016-EA95 Dilute to 70% with Distilled water, for cleaning
Ethovision XT 15 Noldus n/a Automated animal tracking software
Laboratory Rodent Diet LabDiet Rodent Diet 5001 Standard Rodent diet
Memory Card Kingstone Technology SDA3/64GB For video recording and file transfer
Novelty Suppressed Feeding Chamber Home Made n/a Custom test plexiglass test chamber with clear floors and walls 62cm long, by 31cm wide by 40cm tall .
Parlycarbonate tubes Home Made n/a 13 cm in length and 5cm in diameter
Purina Yesterday’s news recycled newspaper bedding Purina n/a Standard Bedding
Spectrophotometer Biotek Epoch Microplate Reader

Referências

  1. Deacon, R. M. Housing, husbandry and handling of rodents for behavioral experiments. Nature Protocols. 1 (2), 936 (2006).
  2. Bryda, E. C. The Mighty Mouse: the impact of rodents on advances in biomedical research. Missouri Medicine. 110 (3), 207-211 (2013).
  3. Martic-Kehl, M., Ametamey, S., Alf, M., Schubiger, P., Honer, M. Impact of inherent variability and experimental parameters on the reliability of small animal PET data. EJNMMI Research. 2 (1), 26 (2012).
  4. Howard, B. R. Control of Variability. ILAR Journal. 43 (4), 194-201 (2002).
  5. Toth, L. A. The influence of the cage environment on rodent physiology and behavior: Implications for reproducibility of pre-clinical rodent research. Experimental Neurology. 270, 72-77 (2015).
  6. Golini, E., et al. A Non-invasive Digital Biomarker for the Detection of Rest Disturbances in the SOD1G93A Mouse Model of ALS. Frontiers in Neuroscience. 14 (896), (2020).
  7. Singh, S., Bermudez-Contreras, E., Nazari, M., Sutherland, R. J., Mohajerani, M. H. Low-cost solution for rodent home-cage behaviour monitoring. PLoS One. 14 (8), 0220751 (2019).
  8. Stewart, K., Schroeder, V. A. Rodent Handling and Restraint Techniques. Journal of Visualized Experiments. , (2021).
  9. Hurst, J. L., West, R. S. Taming anxiety in laboratory mice. Nature Methods. 7 (10), 825-826 (2010).
  10. Gouveia, K., Hurst, J. L. Improving the practicality of using non-aversive handling methods to reduce background stress and anxiety in laboratory mice. Scientific Reports. 9 (1), 20305 (2019).
  11. Gouveia, K., Hurst, J. L. Optimising reliability of mouse performance in behavioural testing: the major role of non-aversive handling. Scientific Reports. 7, 44999 (2017).
  12. Ghosal, S., et al. Mouse handling limits the impact of stress on metabolic endpoints. Physiology & Behavior. 150, 31-37 (2015).
  13. Wahlsten, D., et al. Different data from different labs: lessons from studies of gene-environment interaction. Journal of Neurobiology. 54 (1), 283-311 (2003).
  14. Nature Neuroscience. Troublesome variability in mouse studies. Nature Neuroscience. 12 (9), 1075 (2009).
  15. Sensini, F., et al. The impact of handling technique and handling frequency on laboratory mouse welfare is sex-specific. Scientific Reports. 10 (1), 17281 (2020).
  16. Ghosal, S., et al. Mouse handling limits the impact of stress on metabolic endpoints. Physiology & Behavior. 150, 31-37 (2015).
  17. Novak, J., Bailoo, J. D., Melotti, L., Rommen, J., Würbel, H. An Exploration Based Cognitive Bias Test for Mice: Effects of Handling Method and Stereotypic Behaviour. PLoS One. 10 (7), 0130718 (2015).
  18. Gouveia, K., Waters, J., Hurst, J. L. Mouse Handling Tutorial. NC3Rs. , (2016).
  19. Gouveia, K., Hurst, J. L. Reducing Mouse Anxiety during Handling: Effect of Experience with Handling Tunnels. PLoS One. 8 (6), 66401 (2013).
  20. Henderson, L. J., Smulders, T. V., Roughan, J. V. Identifying obstacles preventing the uptake of tunnel handling methods for laboratory mice: An international thematic survey. PLoS One. 15 (4), 0231454 (2020).
  21. Percie Du Sert, N., et al. The ARRIVE guidelines 2.0: Updated guidelines for reporting animal research. PLOS Biology. 18 (7), 3000410 (2020).
  22. Golde, W. T., Gollobin, P., Rodriguez, L. L. A rapid, simple, and humane method for submandibular bleeding of mice using a lancet. Lab Animal. 34 (9), 39-43 (2005).
  23. Guilloux, J. P., Seney, M., Edgar, N., Sibille, E. Integrated behavioral z-scoring increases the sensitivity and reliability of behavioral phenotyping in mice: relevance to emotionality and sex. Journal of Neuroscience Methods. 197 (1), 21-31 (2011).
  24. LaFollette, M. R., et al. Laboratory Animal Welfare Meets Human Welfare: A Cross-Sectional Study of Professional Quality of Life, Including Compassion Fatigue in Laboratory Animal Personnel. Frontiers in Veterinary Science. 7 (114), (2020).
  25. Sorge, R. E., et al. Olfactory exposure to males, including men, causes stress and related analgesia in rodents. Nature Methods. 11 (6), 629-632 (2014).
  26. Bailoo, J. D., et al. Effects of Cage Enrichment on Behavior, Welfare and Outcome Variability in Female Mice. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 12, (2018).
  27. Spangenberg, E. M., Keeling, L. J. Assessing the welfare of laboratory mice in their home environment using animal-based measures – a benchmarking tool. Laboratory Animals. 50 (1), 30-38 (2016).
  28. Theil, J. H., et al. The epidemiology of fighting in group-housed laboratory mice. Scientific Reports. 10 (1), 16649 (2020).
  29. Weber, E. M., Dallaire, J. A., Gaskill, B. N., Pritchett-Corning, K. R., Garner, J. P. Aggression in group-housed laboratory mice: why can’t we solve the problem. Lab Animal. 46 (4), 157-161 (2017).
  30. Cloutier, S., Baker, C., Wahl, K., Panksepp, J., Newberry, R. C. Playful handling as social enrichment for individually- and group-housed laboratory rats. Applied Animal Behaviour Science. 143 (2), 85-95 (2013).
  31. Panksepp, J., Burgdorf, J. 50-kHz chirping (laughter?) in response to conditioned and unconditioned tickle-induced reward in rats: effects of social housing and genetic variables. Behavioural Brain Research. 115 (1), 25-38 (2000).
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Citar este artigo
Marcotte, M., Bernardo, A., Linga, N., Pérez-Romero, C. A., Guillou, J., Sibille, E., Prevot, T. D. Handling Techniques to Reduce Stress in Mice. J. Vis. Exp. (175), e62593, doi:10.3791/62593 (2021).

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