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常见动物行为学实验分组简介及问题解答
点击次数:678 发布日期:2021-7-21  来源:本站 仅供参考,谢绝转载,否则责任自负

动物实验在大多数神经科学领域研究中均占有重要地位。主要原因在于:细胞分子水平发现的现象,转换为动物整体研究,再转换为临床成果的三个阶段均会有极大的失败率。而且,细胞实验上临床检测之前,也需要先有大量动物实验。所以常规为了更好的促进研究向临床研究转化,采用动物实验检测相关研究的有效性是不可缺少的。而行为学是动物实验中的重要组成板块之一。

然而,动物行为实验常见的难点有以下三大类:

  1. 实验周期长。常规动物实验包含繁殖期、适应期和实验期,整体需要60-120天方可完成一组实验,其成果产出的效率远远不如细胞和分子实验;
  2. 影响因素复杂。动物作为一个整体,具有较强的自我恢复调控能力,直接导致分子细胞水平的有效干预手段,在行为实验中失去了应有的作用;
  3. 实验分组设计复杂。不同干预条件下,实验分组区别较大。若实验设计中分组不够严谨,会直接导致实验组与对照之间缺乏统计学差异。

第一类可以通过直接购买第三方厂家繁育动物得到一定缓解,若采用自繁育扩增基因鼠,则需要建立完善的实验室与动物房。

第二类需要通过足够的预实验对干预手段进行验证。

第三类,我们实验人员需要通过广泛文献阅读与深入思考总结规避该类难题。我们通过大量文献阅读及与行业专家沟通总结了常规分组方法如下:


01.手术造模行为学分组
手术造模一般分为自身对照与标准对照两种方式。自身对照可分为前后对照,或者对侧对照等。标准对照一般会将动物分成三组:正常组,模型组和假手术组(Sham组)。三组动物保证完全一样的饲养条件。
  • 正常组未进行过手术造模。
  • 模型组指按实验需求进行造模,如MCAO脑缺血造模,脊髓损伤造模等。
  • 假手术组指进行了手术但是没有实质性损伤的动物,如MCAO脑缺血造模的假手术组即分离了颈动脉,但未进行结扎的动物,脊髓损伤的假手术组即剥离了动物椎板暴露出脊髓,但未对脊髓造成损伤的动物。
如MCAO脑缺血和脊髓损伤这种相对较复杂的手术造模,除了血管栓塞和脊髓损伤以外,分离颈动脉血管,剥离椎板这些操作实际上也对动物造成了一定的损伤。因此假手术组与正常组的实验结果也会存在一定程度的差异。设立假手术组能帮助我们验证手术操作是否引发实验数据的差异。

02.动物给药行为学实验分组
抛开给药方式从整体来看,一般会把动物分成四组,分别为空白对照组,给药实验组(可设置给药浓度梯度),阳性给药对照组和安慰剂(溶剂)组。空白对照组为不进行给药的动物;给药实验组是验证目的药物药效用,一般会设置3-5个浓度梯度验证不同浓度药物药效;阳性给药对照组主要作为实验的阳性对照,以此判断目的药物的疗效。一般采用药物为目前行业公认的和目标药物作用靶点相同或者治疗症状相同的药物进行给药的组别,如MK-801、Ketamin等治疗抑郁;安慰剂(溶剂组)则是使用生理盐水或者目的药物的溶剂进行给药,作为实验的阴性对照,判断溶剂和给药方式是否对动物有影响。

在实验过程中,因为正常组无需进行给药,一般会在安慰剂(溶剂)组动物出现与实验预期不符的症状时,再使用同批次动物(实验条件不允许时也可用相同来源同种动物代替)补充。当使用非常规溶剂进行药物配制时(除纯水,PBS,生理盐水,葡萄糖以外的溶剂),均需要设置溶剂组,确认溶剂本身对动物没有作用。

03.转基因动物行为学检测实验分组
转基因动物因其干预手段涉及因素更多,使得其研究分组更为复杂。下面我会以小鼠为例列出几种情况来进行说明。

稳定遗传的转基因小鼠
很多转基因小鼠品系稳定,已实现商业化。如5xFAD,Ptenflox等,可以在一些转基因动物厂家购买到,并通过自行繁育进行扩群,仅需进行基因型鉴定即可实验使用。这些动物通常会用来验证药物对已知动物疾病模型的作用。

一般分为四组:空白对照组,实验组、阳性对照组、阴性对照组、转基因背景鼠。转基因背景鼠一般为同笼鉴定出的阴性鼠或者转基因品系的背景鼠作为正常对照,和转基因阳性鼠的正常组或安慰剂组以相同模式给药,用于评估目的药物的治疗效果。

自行进行基因编辑动物
若自行在实验室利用CRISPR或者Cre-LoxP等转基因技术对小鼠进行基因敲除或者过表达,以进行某特定基因研究。一般会将动物分成3组:对照组,转基因组,和回复组(根据实验目的,在初期验证转基因性状时无需设立,后续研究基因回复作用时需要设立)。

转基因组指经过鉴定的转基因阳性鼠;回复组指利用技术手段将转基因敲除或过表达的基因回复到正常表达水平的鼠;而对照组则有很多个选择的方向,如转基因鼠的背景鼠,工具鼠的空载鼠(如搭载了空载的cre,cas9,FLP的鼠等),同笼的阴性鼠等。


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来源:深圳市瑞沃德生命科技有限公司
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标签: 行为学实验
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