常見(jiàn)動(dòng)物行為學(xué)實(shí)驗(yàn)分組簡(jiǎn)介及問(wèn)題解答
瀏覽次數(shù):5017 發(fā)布日期:2021-7-21
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動(dòng)物實(shí)驗(yàn)在大多數(shù)神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域研究中均占有重要地位。主要原因在于:細(xì)胞分子水平發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象,轉(zhuǎn)換為動(dòng)物整體研究,再轉(zhuǎn)換為臨床成果的三個(gè)階段均會(huì)有極大的失敗率。而且,細(xì)胞實(shí)驗(yàn)上臨床檢測(cè)之前,也需要先有大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。所以常規(guī)為了更好的促進(jìn)研究向臨床研究轉(zhuǎn)化,采用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)檢測(cè)相關(guān)研究的有效性是不可缺少的。而行為學(xué)是動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中的重要組成板塊之一。
然而,動(dòng)物行為實(shí)驗(yàn)常見(jiàn)的難點(diǎn)有以下三大類(lèi):
- 實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)。常規(guī)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)包含繁殖期、適應(yīng)期和實(shí)驗(yàn)期,整體需要60-120天方可完成一組實(shí)驗(yàn),其成果產(chǎn)出的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如細(xì)胞和分子實(shí)驗(yàn);
- 影響因素復(fù)雜。動(dòng)物作為一個(gè)整體,具有較強(qiáng)的自我恢復(fù)調(diào)控能力,直接導(dǎo)致分子細(xì)胞水平的有效干預(yù)手段,在行為實(shí)驗(yàn)中失去了應(yīng)有的作用;
- 實(shí)驗(yàn)分組設(shè)計(jì)復(fù)雜。不同干預(yù)條件下,實(shí)驗(yàn)分組區(qū)別較大。若實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中分組不夠嚴(yán)謹(jǐn),會(huì)直接導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照之間缺乏統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
第一類(lèi)可以通過(guò)直接購(gòu)買(mǎi)第三方廠家繁育動(dòng)物得到一定緩解,若采用自繁育擴(kuò)增基因鼠,則需要建立完善的實(shí)驗(yàn)室與動(dòng)物房。
第二類(lèi)需要通過(guò)足夠的預(yù)實(shí)驗(yàn)對(duì)干預(yù)手段進(jìn)行驗(yàn)證。
而第三類(lèi),我們實(shí)驗(yàn)人員需要通過(guò)廣泛文獻(xiàn)閱讀與深入思考總結(jié)規(guī)避該類(lèi)難題。我們通過(guò)大量文獻(xiàn)閱讀及與行業(yè)專(zhuān)家溝通總結(jié)了常規(guī)分組方法如下:
01.手術(shù)造模行為學(xué)分組
手術(shù)造模一般分為自身對(duì)照與標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照兩種方式。自身對(duì)照可分為前后對(duì)照,或者對(duì)側(cè)對(duì)照等。標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照一般會(huì)將動(dòng)物分成三組:正常組,模型組和假手術(shù)組(Sham組)。三組動(dòng)物保證完全一樣的飼養(yǎng)條件。
- 正常組未進(jìn)行過(guò)手術(shù)造模。
- 模型組指按實(shí)驗(yàn)需求進(jìn)行造模,如MCAO腦缺血造模,脊髓損傷造模等。
- 假手術(shù)組指進(jìn)行了手術(shù)但是沒(méi)有實(shí)質(zhì)性損傷的動(dòng)物,如MCAO腦缺血造模的假手術(shù)組即分離了頸動(dòng)脈,但未進(jìn)行結(jié)扎的動(dòng)物,脊髓損傷的假手術(shù)組即剝離了動(dòng)物椎板暴露出脊髓,但未對(duì)脊髓造成損傷的動(dòng)物。
如MCAO腦缺血和脊髓損傷這種相對(duì)較復(fù)雜的手術(shù)造模,除了血管栓塞和脊髓損傷以外,分離頸動(dòng)脈血管,剝離椎板這些操作實(shí)際上也對(duì)動(dòng)物造成了一定的損傷。因此假手術(shù)組與正常組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也會(huì)存在一定程度的差異。設(shè)立假手術(shù)組能幫助我們驗(yàn)證手術(shù)操作是否引發(fā)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的差異。
02.動(dòng)物給藥行為學(xué)實(shí)驗(yàn)分組
拋開(kāi)給藥方式從整體來(lái)看,一般會(huì)把動(dòng)物分成四組,分別為空白對(duì)照組,給藥實(shí)驗(yàn)組(可設(shè)置給藥濃度梯度),陽(yáng)性給藥對(duì)照組和安慰劑(溶劑)組?瞻讓(duì)照組為不進(jìn)行給藥的動(dòng)物;給藥實(shí)驗(yàn)組是驗(yàn)證目的藥物藥效用,一般會(huì)設(shè)置3-5個(gè)濃度梯度驗(yàn)證不同濃度藥物藥效;陽(yáng)性給藥對(duì)照組主要作為實(shí)驗(yàn)的陽(yáng)性對(duì)照,以此判斷目的藥物的療效。一般采用藥物為目前行業(yè)公認(rèn)的和目標(biāo)藥物作用靶點(diǎn)相同或者治療癥狀相同的藥物進(jìn)行給藥的組別,如MK-801、Ketamin等治療抑郁;安慰劑(溶劑組)則是使用生理鹽水或者目的藥物的溶劑進(jìn)行給藥,作為實(shí)驗(yàn)的陰性對(duì)照,判斷溶劑和給藥方式是否對(duì)動(dòng)物有影響。
在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,因?yàn)檎=M無(wú)需進(jìn)行給藥,一般會(huì)在安慰劑(溶劑)組動(dòng)物出現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)預(yù)期不符的癥狀時(shí),再使用同批次動(dòng)物(實(shí)驗(yàn)條件不允許時(shí)也可用相同來(lái)源同種動(dòng)物代替)補(bǔ)充。當(dāng)使用非常規(guī)溶劑進(jìn)行藥物配制時(shí)(除純水,PBS,生理鹽水,葡萄糖以外的溶劑),均需要設(shè)置溶劑組,確認(rèn)溶劑本身對(duì)動(dòng)物沒(méi)有作用。
03.轉(zhuǎn)基因動(dòng)物行為學(xué)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)分組
轉(zhuǎn)基因動(dòng)物因其干預(yù)手段涉及因素更多,使得其研究分組更為復(fù)雜。下面我會(huì)以小鼠為例列出幾種情況來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
穩(wěn)定遺傳的轉(zhuǎn)基因小鼠
很多轉(zhuǎn)基因小鼠品系穩(wěn)定,已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。如5xFAD,Ptenflox等,可以在一些轉(zhuǎn)基因動(dòng)物廠家購(gòu)買(mǎi)到,并通過(guò)自行繁育進(jìn)行擴(kuò)群,僅需進(jìn)行基因型鑒定即可實(shí)驗(yàn)使用。這些動(dòng)物通常會(huì)用來(lái)驗(yàn)證藥物對(duì)已知?jiǎng)游锛膊∧P偷淖饔谩?br />
一般分為四組:空白對(duì)照組,實(shí)驗(yàn)組、陽(yáng)性對(duì)照組、陰性對(duì)照組、轉(zhuǎn)基因背景鼠。轉(zhuǎn)基因背景鼠一般為同籠鑒定出的陰性鼠或者轉(zhuǎn)基因品系的背景鼠作為正常對(duì)照,和轉(zhuǎn)基因陽(yáng)性鼠的正常組或安慰劑組以相同模式給藥,用于評(píng)估目的藥物的治療效果。
自行進(jìn)行基因編輯動(dòng)物
若自行在實(shí)驗(yàn)室利用CRISPR或者Cre-LoxP等轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)小鼠進(jìn)行基因敲除或者過(guò)表達(dá),以進(jìn)行某特定基因研究。一般會(huì)將動(dòng)物分成3組:對(duì)照組,轉(zhuǎn)基因組,和回復(fù)組(根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模诔跗隍?yàn)證轉(zhuǎn)基因性狀時(shí)無(wú)需設(shè)立,后續(xù)研究基因回復(fù)作用時(shí)需要設(shè)立)。
轉(zhuǎn)基因組指經(jīng)過(guò)鑒定的轉(zhuǎn)基因陽(yáng)性鼠;回復(fù)組指利用技術(shù)手段將轉(zhuǎn)基因敲除或過(guò)表達(dá)的基因回復(fù)到正常表達(dá)水平的鼠;而對(duì)照組則有很多個(gè)選擇的方向,如轉(zhuǎn)基因鼠的背景鼠,工具鼠的空載鼠(如搭載了空載的cre,cas9,F(xiàn)LP的鼠等),同籠的陰性鼠等。
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