在基礎(chǔ)生命科學(xué)研究領(lǐng)域,實(shí)驗(yàn)動物是必不可少的研究工具。其中,使用最廣泛的實(shí)驗(yàn)動物是小鼠,這是由于小鼠的基因組計(jì)劃基本完成、生理生化和發(fā)育過程與人類相似、基因改造技術(shù)成熟、繁殖能力強(qiáng)。而小鼠的飼養(yǎng)方法對于實(shí)驗(yàn)的成敗起著至關(guān)重要的作用,因此本文將探討可能對小鼠狀態(tài)造成影響的飼養(yǎng)因素。
內(nèi)在因素:
①遺傳:與供應(yīng)商索要質(zhì)量認(rèn)證報告,檢測結(jié)果是否符合相應(yīng)的遺傳背景。
②年齡與性別:年齡——選擇合適的年齡段;性別——前期查閱文獻(xiàn),分析性別與實(shí)驗(yàn)是否存在顯著關(guān)聯(lián)。
③營養(yǎng)條件:飼料成分不同影響小鼠后代性別比例以及代謝能力。如飽和脂肪酸比例高于碳水化合物的飼料影響后代雄鼠比例。
④自身免疫:免疫低下或缺陷小鼠對環(huán)境抵抗力差,需要合理設(shè)置飼養(yǎng)環(huán)境和條件。
⑤節(jié)律:晝夜及飲食節(jié)律與小鼠生理代謝關(guān)系極大,合理安排實(shí)驗(yàn)進(jìn)行周期。
⑥內(nèi)分泌狀況:避免引起小鼠的緊張感和壓力,導(dǎo)致內(nèi)分泌水平出現(xiàn)差異。
外在因素:
物理因素
①溫度:適宜溫度區(qū)間22℃-28℃。
②相對濕度:保持相對濕度適中,濕度過大,容易發(fā)生環(huán)尾現(xiàn)象。
③空氣交換:空氣交換頻率過快,給小鼠造成壓力和緊張感;過慢,導(dǎo)致環(huán)境氨氣濃度加大,容易滋生呼吸道病原微生物。
④噪音:會影響小鼠繁殖,發(fā)生食子現(xiàn)象。
⑤光源:定期調(diào)整籠位,避免由于接受光源強(qiáng)度不同造成生理,生殖,行為和代謝等差異。
⑥墊料:木屑——保溫性好,有利于筑巢,有氣味,吸水性差,產(chǎn)生氨氣較多;玉米芯——吸潮性強(qiáng),不保溫,糖尿病模型小鼠尿液多,容易對實(shí)驗(yàn)造成影響。
⑦籠具:注意雙酚A殘留,其強(qiáng)烈干擾小鼠的自身代謝水平。
化學(xué)因素
①外源性物質(zhì)影響:墊料中的黃曲霉、植物雌激素、內(nèi)分泌干擾物、重金屬、有機(jī)氯殺蟲劑、麻醉藥物等;飲食中潛在的飼料污染物,例如硝酸鹽,亞硝氨等;飲水中高氯酸,重金屬以及酸化的影響;輻照的劑量對飼料的成分影響。
②藥品:麻醉藥、鎮(zhèn)定藥和止痛藥;安樂死藥物;抗生素。
③信息素:嚙齒動物會產(chǎn)生揮發(fā)性的分子,如尿蛋白,類固醇,脂肪酸等來自不同種的動物氣味會影響到動物行為或生理的改變。抓取、采血以及注射應(yīng)激,均會誘發(fā)信息素的釋放。值得注意的是,信息素的釋放提醒我們做實(shí)驗(yàn)時避免對其它小鼠產(chǎn)生不必要的緊張和壓力。
微生物因素
細(xì)菌、病毒、寄生蟲,實(shí)驗(yàn)前應(yīng)確定實(shí)驗(yàn)動物房有完善的質(zhì)量監(jiān)控能力和措施,定期的質(zhì)量檢測很有必要。
良好的開端是成功的一半,在進(jìn)行動物實(shí)驗(yàn)的過程中應(yīng)懷感恩之心,尊重和善待實(shí)驗(yàn)動物,維護(hù)實(shí)驗(yàn)動物福利和倫理,遵循“3R”原則,科學(xué)、規(guī)范地使用實(shí)驗(yàn)動物。
]]>實(shí)驗(yàn)小鼠基本特征
實(shí)驗(yàn)小鼠是指遺傳背景明確或來源清晰,其攜帶的微生物及寄生蟲可控,可應(yīng)用于科學(xué)研究的動物。應(yīng)用最廣泛主要有近交系、封閉群等。其基本特征如下:
1. 體型小、壽命僅2~3年、繁殖力強(qiáng);
2. 性情溫順,膽小易受驚,一般不咬人;
3. 喜黑暗安靜環(huán)境,習(xí)慣于晝伏夜動;
4. 門齒終生生長,需啃咬堅(jiān)硬物品磨牙。
為了獲得高品質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)小鼠和重復(fù)率高的科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),良好的環(huán)境控制、標(biāo)準(zhǔn)化的飼料和科學(xué)化的飼養(yǎng)是必要條件。
生活環(huán)境(SPF級)
SPF級動物是指體內(nèi)無特定的微生物和寄生蟲存在的動物,即無傳染病的健康動物。與帶有多種傳染病的普通野生老鼠不同,實(shí)驗(yàn)小鼠均在特殊環(huán)境飼養(yǎng),SPF級小鼠也是國內(nèi)外廣泛使用的實(shí)驗(yàn)小鼠。
根據(jù)對微生物控制程度的不同,國際上將實(shí)驗(yàn)動物分為以下幾類:
SPF級動物優(yōu)點(diǎn):飼養(yǎng)室的空氣經(jīng)過初效、中效、高效三級過濾后進(jìn)入屏障環(huán)境,再經(jīng)過EVC籠具自帶過濾器后供動物呼吸,排除了傳染病和寄生蟲的干擾,因此實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠,在生物醫(yī)學(xué)各個領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
溫度與濕度
由于小鼠是沒有汗腺的,不耐熱,加上唾液分泌有限無法靠增加喘息來散熱,所以應(yīng)避免高溫天氣運(yùn)輸實(shí)驗(yàn)小鼠。
飼養(yǎng)環(huán)境控制:溫度18~29℃;相對濕度40~70%;最好控制在18~22℃,濕度50~60%。保持溫度、濕度相對穩(wěn)定,日溫差不超過3℃,否則會直接影響小鼠的生長發(fā)育、生產(chǎn)繁殖、甚至導(dǎo)致小鼠發(fā)生疾病,從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
實(shí)驗(yàn)小鼠飼料
對于天生愛磨牙的小鼠來說,有硬度的粗纖維食品是它們的最愛。不同種類的小鼠有不同的營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn),例如純系小鼠和種鼠的飼料所含蛋白質(zhì)成分高于一般小鼠,免疫缺陷小鼠的飼料蛋白成分通常也高于普通小鼠。
不同的小鼠飼料及飲食器(圖左為免疫缺陷小鼠飼料,圖右為普通小鼠飼料)
小鼠胃容量小,屬于多餐型動物,應(yīng)每周添加飼料3~4次。SPF級小鼠飲水應(yīng)通過高壓高溫方法滅菌,每周換水2~3次,保證飲水不斷。
→點(diǎn)擊查看實(shí)驗(yàn)小鼠飼料產(chǎn)品
實(shí)驗(yàn)小鼠日常管理
實(shí)驗(yàn)小鼠的飼養(yǎng)管理十分繁瑣,要求飼養(yǎng)人員具有高度的責(zé)任心,隨時檢查小鼠狀況,出現(xiàn)問題立即改正。
定時清潔衛(wèi)生和消毒
每周應(yīng)至少更換兩次墊料,墊料在使用前應(yīng)經(jīng)過高壓滅菌;保持飼養(yǎng)室內(nèi)外整潔,門窗、墻壁、地面無塵土;堅(jiān)持每月消毒。
小鼠健康的日常檢查
通過外觀判斷小鼠健康的標(biāo)準(zhǔn)是:①食欲旺盛;②眼睛有神,反應(yīng)敏捷;③體毛光滑發(fā)亮,活動有力;④身無傷痕,尾不彎曲,無畸形;⑤排泄物呈黑色麥粒狀。
如果發(fā)現(xiàn)不健康小鼠,應(yīng)立即采取措施,例如取樣做常規(guī)檢測,對于患病小鼠應(yīng)及時處死,防止疾病傳染。
本文參考資料來源:邦耀實(shí)驗(yàn)室(
]]>然而,對于實(shí)驗(yàn)動物來說,潔凈的水元、干凈的空氣和安全的食品,只是它們生存環(huán)境中最基本的因素。
首先,拿小鼠來舉例,小鼠們的生存環(huán)境“籠盒”,是有獨(dú)立換氣系統(tǒng)的,每個籠盒里的空氣都不交叉,有獨(dú)立的進(jìn)氣口和排氣口,這樣可以避免交叉感染,最讓人羨慕的是每個換氣系統(tǒng)中都安裝了各種過濾設(shè)備,以便有效的防止“霧霾”,更重要的是能有效的過濾病毒、細(xì)菌。
過濾級別分為:初級、中級、高級、HEPA(發(fā)音:Hi-per)
其次,小鼠使用的飲用水也是需要凈化過的,保證水源的潔凈度,供給小鼠飲水用的水瓶,雖然形態(tài)及材質(zhì)各異,但是需要每周定期幾次的進(jìn)行內(nèi)部瓶裝水的更換,以保證水源的潔凈度。
第三,小鼠日常食用的都是富含碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素等十幾種營養(yǎng)物質(zhì)的配方飼料。
根據(jù)飼養(yǎng)環(huán)境的不同,將飼料分為普通級、SPF級、無菌級等;
根據(jù)飼養(yǎng)用途的不同,飼料又分為維持飼料、生長繁殖飼料、各類型的造模飼料;
另外,小鼠們的日常還有一些福利產(chǎn)品會進(jìn)行投放,瓜子、磨牙棒、隱蔽所等等。
總之,所有供給給實(shí)驗(yàn)動物的各類物品,對他們的潔凈程度都是需要進(jìn)行處理的。
以上,對實(shí)驗(yàn)動物的食物、水、空氣及福利產(chǎn)品做了一些介紹,除此之外,實(shí)驗(yàn)動物的世界,是沒有“一年四季”這個概念的,常年保持在20℃~26℃之間,四季如春。
濕度也是實(shí)驗(yàn)動物飼養(yǎng)環(huán)境中需要恒定進(jìn)行控制在一個范圍內(nèi)的,所以,實(shí)驗(yàn)動物世界不僅沒有“霧霾”,還沒有桑拿天
溫度及濕度控制不好的話,微生物容易生長,飼料和墊料容易發(fā)霉,而且容易引發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病。
另外,飼養(yǎng)環(huán)境中,還會對噪音和光照進(jìn)行控制,噪音不高于60分貝。
所以從某種程度上來說,養(yǎng)實(shí)驗(yàn)動物比養(yǎng)人還要難。
]]>當(dāng)下動物等級分為清潔級動物、無特定病原體動物(SPF級)、無菌動物。
但是,即便如此整潔的思維環(huán)境,卻總有動物總是莫名其妙的死亡。
下面我們羅列一下,實(shí)驗(yàn)動物詭異可能存在的原因:
1、溫度因素
環(huán)境溫度是實(shí)驗(yàn)動物飼養(yǎng)中需控制的最關(guān)鍵的環(huán)境參數(shù)。
除靈長類,大多數(shù)實(shí)驗(yàn)動物汗腺不發(fā)達(dá)或者無汗腺,高溫時散熱困難,難以維持體溫恒定。對于動物房里的小鼠來說,以夏天的室外溫度,在沒有降溫措施的情況下,直接暴露在室外,很容易造成死亡。所以,在運(yùn)輸過程中造成的老鼠死亡非常常見,需要格外小心避免。
對于各動物房來說,增加備用發(fā)電系統(tǒng),注意斷電等其他可能導(dǎo)致溫度控制系統(tǒng)癱瘓的可能,是非常必要的。
2、動物打架
以小鼠為例,在飼養(yǎng)小鼠的籠盒里,常常是4-5只小鼠共享一個生存空間,而實(shí)驗(yàn)動物和其他野生動物一樣,都會通過爭斗來確立其社會地位。
因此,在飼養(yǎng)本身比較好斗的品系的實(shí)驗(yàn)動物是,要盡可能的降低飼養(yǎng)密度,給動物留出足夠的空間。
對于打架異常激烈和頻繁的動物,要及時介入處理,并進(jìn)行隔離。
另外,動物爭斗也會造成其他導(dǎo)致動物死亡的原因出現(xiàn),例如小鼠在鼠籠內(nèi)打架,可能會造成空氣輸送口及引水口的堵塞,從而導(dǎo)致動物的意外死亡。這就要求飼養(yǎng)人員需要定期檢查飼養(yǎng)設(shè)備的功能性,保證設(shè)備能夠正常使用。
3、相對濕度
想弄懂相對濕度,首先要看一下幾個相關(guān)的概念:
絕對濕度:某溫度下,樣品空氣中的水蒸氣的實(shí)際含量,這里用A表示;
飽和濕度:某溫度下,樣品空氣中所能容納的水蒸氣的最大值,這里用B表示;
相對濕度:某溫度下,樣品的絕對濕度與該溫度下的飽和濕度的比值,這里用C來表示
也就是說C=(A/B)*100%
為什么要引入相對濕度這個概念呢?從相對濕度的定義我們可以看出,相對濕度大小和樣品多少無關(guān),能夠客觀衡量濕度的大小。
當(dāng)相對濕度偏高時,微生物易于繁殖,飼料、墊料易于霉變,動物也更容易發(fā)生傳染??;相對濕度偏低時,動物皮膚和黏膜容易發(fā)生干裂,而且使室內(nèi)灰塵飛揚(yáng),易引起動物的呼吸道疾病。
大鼠就是一種不耐低濕度的動物,相對濕度低于20%時,大鼠容易發(fā)生尾根部壞死的環(huán)尾癥(RING-TAIL),死亡率非常高。
4、環(huán)境清理不及時
對于大多數(shù)實(shí)驗(yàn)動物來講,例如小鼠,小小的籠盒就是它一輩子的家,如果飼養(yǎng)人員沒有及時的對籠盒進(jìn)行定期細(xì)致的全面清掃,使用時間過長的墊料等物品很容易滋生大量細(xì)菌
而且不及時清理的含氮物質(zhì)會分解產(chǎn)生大量的氨,高濃度的氨(≥200mg/m3)可引起呼吸器官黏膜異常,發(fā)生流淚、咳嗽、黏膜發(fā)炎、肺水腫和肺炎,無特定病原體動物(SPF級)動物房氨濃度應(yīng)≤14mg/m3。
5、環(huán)境變化
對于大多數(shù)實(shí)驗(yàn)動物,環(huán)境的突然變化也會造成意想不到傷害,比如晝夜節(jié)律的突然變化,光照對哺乳動物生物鐘具有重要作用,光照周期的控制對嚙齒動物至關(guān)重要
高強(qiáng)度的光照還會引起小白鼠的視網(wǎng)膜病變
6、噪聲影響
噪聲也是動物傷害的源頭之一,噪聲對實(shí)驗(yàn)動物的生殖生理具有嚴(yán)重不良影響。
噪聲可使懷孕動物的妊娠過程中斷,也可能造成大鼠和小鼠雌雄雙方的生育力都減退,噪聲還會引起動物心跳、呼吸、血壓、腎上腺皮質(zhì)激素等生理指標(biāo)的變化,心跳、呼吸次數(shù)及血壓增加,大鼠出現(xiàn)高血壓、心臟肥大等
當(dāng)噪聲≥60DB時,有的實(shí)驗(yàn)動物還會產(chǎn)生聽力性痙攣。試想,一組本身心臟就不怎么好的心血管疾病模型動物,正處于實(shí)驗(yàn)?zāi)┢?,原來比較心細(xì)、動作輕柔的實(shí)驗(yàn)員突然變成了五大三粗,走路都帶風(fēng)的拉風(fēng)男,對動物來說可是一個不小的考驗(yàn)?zāi)兀?/p>
除以上容易被忽略的因素外,最常見造成動物死亡的原因還有以下幾種:
當(dāng)然,如果出現(xiàn)大批量動物死亡時,最先考慮的因素應(yīng)該是急性感染的可能性,所以,即便是現(xiàn)代化的管理和設(shè)施,仍然需要我們十分小心的去呵護(hù)實(shí)驗(yàn)動物。
面對大批量動物死亡的情況,需要及時解剖進(jìn)行病理學(xué)觀察,相關(guān)組織、器官糞便等凍存或送檢。
但我們都不希望出現(xiàn)這種情況,所以,先期的預(yù)防是必不可少的,可以設(shè)置哨兵鼠,定期檢測,一旦感染疾病,群體淘汰,另外良好的飼養(yǎng)管理是最佳的是最佳的實(shí)驗(yàn)動物管理品質(zhì)。
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