社居福利因素對小鼠生長發(fā)育及繁殖性能的影響

梁 磊，許龍祥，陳小晚，方 天，田小蕓，尤金煒，董 敏，陳 莉，胡文娟，惲?xí)r鋒

(南京軍區(qū)南京總醫(yī)院比較醫(yī)學(xué)科，全軍實驗動物科普與倫理教育基地，全國科普教育基地，南京 210002)

隨著生命科學(xué)的飛速發(fā)展，作為其關(guān)鍵工具的實驗動物科學(xué)各方面建設(shè)也在不斷完善，動物福利就是其中重要一環(huán)。動物福利主要是指動物的“康樂”狀況[1]，以及為了達(dá)到“康樂”狀態(tài)人類所采取的態(tài)度和有效的措施[2]。福利較差的實驗動物自身生存質(zhì)量下降，其機體各系統(tǒng)狀態(tài)紊亂，會對動物實驗研究的進行造成影響，降低實驗結(jié)果的可靠性[3]。因此，實驗動物福利問題已成為實驗動物科研領(lǐng)域中的研究熱點。當(dāng)前諸多的實驗動物福利實踐中，“環(huán)境增益”是一個受關(guān)注度比較高的策略[4]，這方面的報導(dǎo)也比較多見，如對于玩具、掩體等的研究[5]，對于實驗動物基本的社群、居住、交流方面的報導(dǎo)則比較少見。ICR小鼠是常用的實驗動物之一，本研究通過對其交配方式、社會群體及飼養(yǎng)密度等因素的干預(yù)，觀察其在繁育和生長性能方面的差異，探討社居因素在實驗小鼠福利方面的意義。

1 材料和方法

1.1 實驗動物與飼育環(huán)境

ICR小鼠雄性40只，雌性60只，7～8周齡，體重22～25 g，由上海西普爾-必凱實驗動物有限公司提供[SCXK(滬)2008-0016]，在南京軍區(qū)南京總醫(yī)院比較醫(yī)學(xué)中心的屏障環(huán)境[SYXK(軍)2012-0047]進行實驗。動物飼養(yǎng)使用無色非透明塑料籠盒(籠盒尺寸30 cm * 19 cm * 15 cm)，光照為12 h明/暗交替，環(huán)境溫度20～24℃，相對濕度40～70%，Co60滅菌全價飼料與高溫高壓滅菌飲用水，自由采食。

1.2 繁育性能觀測

1∶動物隨機挑選并分組如下(n=10)：

A組：雌鼠與雄鼠1∶1飼養(yǎng)并同居直至第3胎仔鼠離乳。

B組：雌鼠與雄鼠2∶1飼養(yǎng)并同居直至第3胎仔鼠離乳。

C組：雌鼠與雄鼠1∶1飼養(yǎng)，同居9 d(約2個性周期)后，取出雄鼠單獨飼養(yǎng)，余留1只雌鼠飼養(yǎng)待產(chǎn)。再次交配時為雌鼠分娩后第3天放入雄鼠，每天上午7:00觀察陰栓，見栓則立即取出雄鼠。

D組：雌鼠與雄鼠2∶1飼養(yǎng)，同居9 d(約2個性周期)后，取出雄鼠單獨飼養(yǎng)，余留2只雌鼠飼養(yǎng)待產(chǎn)。再次交配時為雌鼠分娩后第3天放入雄鼠，每天上午7:00觀察陰栓，見栓則立即取出雄鼠。

每天觀察、記錄動物生活情況，并統(tǒng)計各組第1～3胎的產(chǎn)仔數(shù)、離乳率、仔鼠離乳體重(Sartorius，CP224S型電子天平)，比較各組間的差異。為了統(tǒng)一實驗條件，所有雌鼠生育完成記錄產(chǎn)仔數(shù)后，從仔鼠中隨機挑選，使所有雌鼠帯乳的仔鼠數(shù)量為8只，保持各組均一。

1.3 生長發(fā)育特性觀測

根據(jù)1.2繁育實驗的結(jié)果，選取最優(yōu)繁育方式交配所產(chǎn)的離乳仔鼠，隨機分組如下，每個實驗組雌雄各半(n=10)：

E組：單只單籠飼養(yǎng)。

F組：每籠3只飼養(yǎng)。

G組：每籠6只飼養(yǎng)。

H組：每籠12只飼養(yǎng)。

每天觀測仔鼠生長情況，每周測量并記錄體重數(shù)據(jù)(Sartorius，CP224S型電子天平)，計算每周的體重增長。

1.4 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果

2.1 繁育性能的比較

2.1.1 第1胎繁育性能比較

如表1所示，第1胎時，各組雌鼠的各項繁育指標(biāo)相比較均無顯著差異。

2.1.2 第2胎繁育性能比較

如表2所示，第2胎時各實驗組雌鼠的產(chǎn)仔數(shù)無顯著差異(P>0.05)。A組(1∶1同居組)仔鼠的離乳率要高于其余3個實驗組，且差異顯著(P<0.01)。仔鼠的離乳體重方面，A組同樣高于其余3個實驗組，與B組(2∶1同居組)和C組(1∶1非同居組)相比差異顯著(P<0.05)，與D組(2∶1非同居組)相比差異的顯著性更為明顯(P<0.01)。同時B、C兩組的結(jié)果明顯高于D組(P<0.01)，而B、C兩者之間則并無顯著差異(P>0.05)。

2.1.3 第3胎繁育性能比較

如表3所示，第3胎的結(jié)果與第2胎類似。除了A組仔鼠的離乳體重與B組相比差異的顯著性增加外(P<0.01)，其余各項指標(biāo)的比較結(jié)果均與第2胎相同。

2.2 生長發(fā)育的比較

2.2.1 不同日齡的體重比較

由表4可見，28日齡時，F(xiàn)組(3只組)的體重要高于E(單只組)和G(6只組)組，并且差異顯著(P<0.05)。在35和42日齡時，F(xiàn)組的結(jié)果仍然高于E和G組，但與G組差異的顯著性消失(P>0.05)，而與E組的差異越來越顯著，35日齡時P<0.05，42日齡時P<0.01。同時這3組的結(jié)果在28、35、42日齡時均高于H組(12只組)，且差異極為顯著(P<0.01)。

2.2.2 不同階段的體重增長比較

由表5結(jié)果可見，各階段的體重增長情況均為F組>G組>E組，但22～28 d及29～35 d時，三者之間并無顯著差異(P>0.05)，在36～42 d時E組與其他兩組之間的差異表現(xiàn)出顯著性(P<0.05)，而F組與G組之間仍然不顯著(P>0.05)。同時H組的各階段體重增長均低于其他3組，且差異極為顯著(P<0.01)。

表1 各組小鼠第1胎繁育性能

表2 各組小鼠第2胎繁育性能

表3 各組小鼠第3胎繁育性能

表4 各組小鼠不同日齡的體重情況

表5 各組小鼠不同階段的體重增長情況

3 討論

通常的實驗小鼠繁育中，懷孕雌鼠常被單獨飼養(yǎng)待產(chǎn)，而本次繁育實驗表明，A組的繁育結(jié)果是最優(yōu)的。在同樣的雌雄比例下，有雄鼠存在的A組和B組的實驗結(jié)果分別優(yōu)于C組和D組。在繁育實驗中我們觀察到，雄鼠也有類似于雌鼠的照顧仔鼠的行為。在兩個長期同居組中，我們經(jīng)常看到雄鼠將仔鼠護在身下。十分重要的是，在雌鼠分娩時，雄鼠就已將先產(chǎn)下的仔鼠照顧起來，為其保暖，而在只有雌鼠的實驗組中，我們常觀察到雌鼠還在忙于分娩，先產(chǎn)下的仔鼠就散落于籠盒中，這就是社群的優(yōu)勢。同時從統(tǒng)計數(shù)據(jù)上我們還發(fā)現(xiàn)B組與D組仔鼠離乳體重的標(biāo)準(zhǔn)差都比較大，說明B、D兩組的仔鼠體重離散度高，強壯仔鼠與弱小仔鼠的體重差距更大，從每日的觀察中我們也找到了原因。我們發(fā)現(xiàn)有2只雌鼠同居的組別中雌鼠并不嚴(yán)格區(qū)分仔鼠，而是有相互哺乳的現(xiàn)象，這就導(dǎo)致強壯的仔鼠有更多爭搶乳汁的機會，而瘦小的仔鼠和自己強壯的兄弟姐妹競爭的同時還要和同籠的另一只雌鼠所產(chǎn)下的強壯仔鼠競爭，顯然更顯弱勢，得到哺喂得機會更少，死亡率更高。這種情況下，B、D兩組的個別仔鼠成長的非常好，符合優(yōu)勝劣汰的自然規(guī)律，但作為實驗小鼠生產(chǎn)顯然效率較低，同時這也是A、B組雖然都有雄鼠存在，A組的結(jié)果卻優(yōu)于B組的原因。

有研究報導(dǎo)表明，飼養(yǎng)密度對實驗小鼠的福利有一定程度的影響[8]。本研究生長實驗的結(jié)果也證明了這個觀點。每個實驗組我們都供給了充足的飼料和飲水，但隨著F組、G組和H組飼養(yǎng)密度的增高，小鼠的不同日齡體重及體重增長依然都呈下降趨勢，飼養(yǎng)密度最高的H組各組數(shù)據(jù)與其他組相比都有顯著的差異。F組的飼養(yǎng)密度雖然優(yōu)于G組，但兩者都在一般的可接受范圍內(nèi)，再加上22～28 d是小鼠生長的高速時期，因而在實驗初期F組與G組的體重增長雖差異不顯著但F組是要高于G組的，導(dǎo)致在28日齡體重數(shù)據(jù)上F組與G組差異顯著。隨著小鼠生長速度的逐漸平緩，G組與F組小鼠在體重增長速度上的差值越來越小，差異的顯著性也漸漸消失。但是飼養(yǎng)密度最優(yōu)的E組，在實驗初期各方面就落后于F組，并且隨著實驗的進行，這種差異沒有消失反而越來越大，實驗后期E組在體重增長速度上甚至與G組也產(chǎn)生了顯著差異。究其原因，E組小鼠離乳后進入了一個單獨的環(huán)境，阻斷了其社群生活及交流天性的表達(dá)，使小鼠產(chǎn)生了孤獨、恐懼的情緒，對其生長發(fā)育造成了限制。實驗初期，由于E組小鼠受到了社群因素缺失的影響，28、35日齡時的體重數(shù)據(jù)與F組產(chǎn)生了差異。此時，雖然其他各指標(biāo)水品低于F和G組，但并未表現(xiàn)出顯著差異。隨著實驗繼續(xù)，而社群因素缺失和天性受壓抑的情況并未緩解，E組小鼠孤獨、恐懼的情緒進一步加劇，最終導(dǎo)致在35～42 d中的體重增長速度與F、G組也產(chǎn)生了顯著差異。實驗中我們觀察到，其他組別的小鼠常相互追逐嬉戲，或是在籠蓋上攀爬玩耍，而E組的小鼠常趴臥在籠具的角落，運動量要低于其他組的小鼠。

根據(jù)相關(guān)實驗報導(dǎo)[9-10]，ICR小鼠的平均產(chǎn)仔數(shù)和離乳率基本與本實驗中B、C、D組第2、3胎的數(shù)據(jù)類似，而小鼠體重方面則略低于本實驗。估計由于為了均一每只雌鼠的帯乳仔鼠數(shù)量，本實驗對于仔鼠數(shù)量進行干預(yù)，使每只雌鼠的帯乳仔鼠均為8只，是要低于一般正常生產(chǎn)的，故而使本實驗中仔鼠的體重與其他同類實驗報導(dǎo)相比偏重。而第1胎的各項指標(biāo)與2、3胎相比均較低且未表現(xiàn)出顯著的差異，估計是因為雌鼠初次交配，并無繁育經(jīng)驗，各指標(biāo)結(jié)果受到雌鼠繁育經(jīng)驗缺乏的限制而造成的。

動物福利被普遍認(rèn)可為五大自由，即免受饑渴的自由、生活舒適的自由、免受痛苦地自由、生活無恐懼感和悲傷感的自由及表達(dá)天性的自由[12]。社群生活、與同類之間有所交流是小鼠天然的野生習(xí)性，單獨飼養(yǎng)阻斷了社群因素，違背了小鼠的野生習(xí)性，壓抑了其天性的表達(dá)，會使其產(chǎn)生孤獨、無助和恐懼的情緒，損害了實驗小鼠的福利。同時社群的存在又體現(xiàn)了優(yōu)勝劣汰、自然選擇，分化了強壯與弱小的個體。綜合以上觀點，社居福利因素對實驗小鼠的繁育生長性能產(chǎn)生了一定程度的影響。

本實驗僅僅是從繁育、生長角度入手，觀測了離乳率、體重增長等指標(biāo)，初步表明了社居因素對于實驗小鼠福利有一定程度的影響，但其具體作用機制尚不明確，觀測指標(biāo)方面的選擇應(yīng)更加客觀、深入，如選擇神經(jīng)內(nèi)分泌，激素水品等來作進一步深入研究。

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