摘要：本研究的目的是确定使用筑巢材料或聚碳酸酯掩蔽物是否会对为期13周的毒理学（NTP）研究测量项目产生影响。研究设计与 13周毒性研究相一致。将HSD大鼠及其后代和B6C3F1/N小鼠分入对照组(非环境富集组)和环境富集组。评估体重、食物和水的消耗量、行为学观察、粪便、临床病理学、大体病理学、器官重量和组织病理学。环境富集的雄性小鼠和雄性和雌性大鼠表现出饲料摄取量减少而体重没有随后下降；这可能是由于筑巢材料减少了冷应激的影响，从而允许更有效地使用饲料。一些血液学参数有统计学差异，但是，由于所有值都在正常范围内，因此这些参数被认为在生理上不相关。大体病理和组织病理学检查均为背景改变，未考虑富集相关。筑巢材料和庇护所使用频繁，一致，并允许动物展示物种的典型行为。对HSD大鼠和B6C3F1/N小鼠给予富集装置对实验终点测量项目没有显著影响。

 

 

简介：动物福利是生物医学研究中的一个重要问题。目前在动物福利的最前沿的一个方面是环境富集。最近一期的《实验动物护理和使用指南》鼓励生物医学研究项目促进环境富集项目的开发和使用。环境富集被定义为“旨在促进自然物种典型行为的表达的措施和/或资源”。环境富集的目标包括减少异常行为，并对动物提供一定程度的环境控制，从而通过减少压力改善动物福利。多项研究表明，环境丰富可以改善动物福利，如减少不适应行为和减少攻击性。根据《指南》，调查人员、动物护理人员和IACUC成员在查阅现有和适用的文献后被鼓励设计环境富集方案。环境富集度是一个变量，必须根据每个实验逐个进行评估，并根据项目的具体需要构建。该指南建议使用适当的富集方法研究脊椎动物。研究动物的使用者有责任从动物福利的角度来解决富集问题。在动物研究中添加环境富集物存在挑战，包括(1)富集装置可能引入潜在变量，(2)富集装置的组成可能影响研究，(3)对研究动物的生理影响，(4)在研究计划中实现设备的实用性。最终，研究人员、兽医小组和IACUC有责任测试和支持环境富集，这被认为适合于设施和研究。关于在非调节性啮齿动物研究中各种富集装置的使用和比较，有大量的文献，从而增加了发现适合于特定调节性研究需要的富集物的可能性。本研究的目的是评估动物是否使用所提供的富集装置，并确定NTP进行的研究是否受到富集装置的使用影响。我们假设在NTP研究中使用富集将没有有害影响。目前，在NTP研究中，通过在饲料、水和灌胃研究中对雄性大鼠、雌性大鼠和雌性小鼠进行群居，为动物提供社会富集。雄性小鼠和怀孕大鼠单独安置，并具有视觉和嗅觉接触。用于吸入和皮肤研究的动物也被单独安置。我们的研究评估了在小鼠研究中使用筑巢材料，以及在大鼠研究中使用筑巢材料或矩形聚碳酸酯遮蔽物对妊娠母鼠及其断奶仔鼠的影响。使用终点时评估项目包括体重、食物和水的消耗、行为观察、粪便、临床病理学、大体病理学、器官重量和组织病理学。

 

动物：11周至14周龄的雌性HSD大鼠在妊娠第2天(GD2)从Harlan公司获得。妊娠母鼠在妊娠期和哺乳期提供NIH-07辐照颗粒饲料和自来水。怀孕期间及妊娠后大鼠单笼饲养。出生后第28天，断奶仔鼠随机分组。雄性2只一笼，雌性3只一笼。被分配到该研究中的哨兵大鼠(6/性别)，进行淋巴细胞绒毛膜脑膜炎病毒、肺炎支原体细菌、大鼠细小病毒1、大鼠微小病毒、Kilham大鼠病毒、Toolan H1病毒、小鼠肺炎病毒、大鼠冠状病毒、涎腺嗜铬细胞炎病毒、呼肠孤病毒阴性。病毒3型、鼠大肠杆菌和仙台病毒检测。三至四周龄的B6C3F1/N小鼠，给小鼠提供辐照的NTP2000饮食和自来水，随意饮用。雄性小鼠单笼饲养，雌性小鼠5只一笼。供应商监测记录表明，小鼠没有常见的小鼠病原体。对被分配到该研究中的哨兵小鼠（5/性别）进行评估，肺炎支原体和下列病毒呈阴性：小鼠轮状病毒、小鼠肝炎病毒、小鼠微小病毒、小鼠诺如病毒、小鼠细小病毒、小鼠肺炎病毒、呼肠孤病毒3、仙台病毒、泰勒氏小鼠脑脊髓炎病毒和淋巴细胞性绒毛膜脑膜炎。环境：动物被隔离并在到达后适应10天。住宅房间维持在交替的12小时明暗循环，温度范围为68°F至73°F和湿度35%至65%。

 

实验设计：该研究设计与NTP 13周（亚慢性）毒理学研究（包括大鼠围产期暴露）相一致，这些研究旨在表征化学、物理或生物制剂的亚慢性毒性。终点的评估包括体重、食物和水的消耗、行为观察、粪便含量、临床病理学、大体病理学、器官重量和组织病理学。大鼠，每个怀孕的母鼠在通过尾部纹身鉴定后按体重随机分配到治疗(富集，n=32)或对照(未富集，n=18)组。妊娠母鼠在GD5时称重，每3天一次，直到分娩；GD5是筑巢材料添加到笼子里的第一天，并开始行为观察。每3天称重幼崽，每周称重断奶大鼠。每周测量食物和水的消耗量。在PND 28，将幼崽断奶，并随机分成3组(n=30/性别)，包括未富集、富含筑巢材料的、或富含遮蔽物的。断奶大鼠饲养13周。在13周的小鼠研究中，每只动物在皮下植入识别器后被随机分配到治疗(富集)或对照(未富集)组(n=40/性别)进行鉴定。在研究的第一天（D1）称重小鼠，开始进行行为观察；D1是第一天筑巢材料添加到笼子里。每周称重小鼠。此外，每周测量食物和水的消耗量。在妊娠和哺乳期间，将未漂白的筑巢材料添加到富集组的怀孕大鼠笼子里。当来自富集组的幼鼠断奶时，将断奶的大鼠分成两组，接受筑巢材料或遮蔽物，直到研究结束。未富集对照组的孕期母体被饲养在同一个房屋中，不进行富集。未环境富集的母鼠产出的大鼠，断奶后继续饲养不进行环境富集。对于小鼠，大约6克的筑巢材料被添加到笼子中，在每个笼更换，直到研究结束。未环境富集小鼠不进行富集。

 

行为观察：在笼中添加(干净的筑巢材料或干净的遮蔽物)之前和24小时后进行行为观察。进行观察以确定涉及富集装置的使用频率和活跃度。每周给大鼠和雌性小鼠进行两次换笼，每次改变时都添加新鲜的筑巢材料（大鼠和小鼠）或干净的遮蔽物（只添加大鼠）。在每一次换盒加入新鲜的筑巢材料，每周对雄性小鼠进行换笼。在环境富集前和富集24小时后，换笼当天进行观察，以观察与环境富集的相互作用。所有实验动物在06:00至10:00小时之间进行观察，并持续大约1小时（12小时光周期开始于06:00小时）。记录动物的活动以及动物与富集装置(筑巢或使用遮蔽物)的相互作用。记录如下：1、积极活动，包括饲养，步行和攀登。2、维护活动，包括梳理、喂食、饮水和筑巢。3、非积极活动，包括睡觉，休息，而清醒和静止。环境富集装置的使用：1、啮齿动物没有接触富集物质。2啮齿动物接触部分富集材料。3、啮齿动物用富集材料或用过的庇护所筑巢。

 

粪便：每笼5至6粒的粪便样本，检查粪便中筑巢材料（鼠和大鼠）和遮蔽物（大鼠）的塑料残留物。将粪便样品放入含水培养皿中，压碎，置于白色滤纸上，在解剖显微镜下观察，以帮助识别富集物质。

 

临床病理学：对于小鼠和大鼠，在异氟醚麻醉下，从眼眶后静脉窦（小鼠）和眼眶后丛（大鼠）采集K2乙二胺四乙酸抗凝全血样本，进行全血计数（CBC）评估。CBC包括红细胞（RBC；红细胞）计数、血红蛋白（HB）、红细胞压积（HCT）、平均红细胞体积（MCV）、平均红细胞血红蛋白（MCH）、MCH浓度（MCHC）、血小板（PLT）计数、总白细胞（WBC）计数、白细胞分化和绝对值。中性粒细胞、淋巴细胞、单核细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞和大型未染色细胞)和网织红细胞。

 

解剖病理学：对动物进行安乐死后打开胸部，完成一个完整的尸检。收集所有毛发病变。收集肝、脾、胸腺、肾上腺、肺、肾和胃肠道，称重。胃肠道开放检查。收集的组织用10%中性缓冲福尔马林浸泡固定24小时，并转移到组织病理学实验室进行处理。

 

结果：体重、食物和水消耗：在环境富集组和非富集组之间，大鼠平均体重没有差异。同环境富集的妊娠母鼠相比，未环境富集母鼠的食物消耗量显著增高。环境富集组和非富集组母鼠之间的耗水量没有统计学差异。雄性断奶大鼠体重在3组间相似，PND 4、PND 15、PND 18、断奶前差异有统计学意义。体重在断奶后无明显差异。在大多数研究中，未环境富集雄性断奶大鼠的饲料消耗显著高于环境富集组。第1、2周，未环境富集雄性断奶大鼠的耗水量显著高于筑巢材料和遮蔽物富集组。第5、6、8和9周时，富含筑巢材料的雄性断奶大鼠的耗水量显著高于遮蔽物组。有遮蔽物的雌性断奶大鼠在PND4时体重显著高于无营养组和筑巢物质富集组，但3组雌性断奶大鼠的体重相似。在第3、5、6、10、11和13周，未环境富集组雌性大鼠断奶组的饲料消耗显著高于遮蔽物。对于小鼠，富集组的体重与未富集组的雄性相似。未富集雄性小鼠组的饲料消耗量显著高于富集组，而雌性小鼠的饲料消耗在富集组和未富集组之间是相似的。无论是雄性还是雌性小鼠，富集和未富集组的耗水量无显著差异。

 

行为观察：在筑巢材料被引入之后，富集群中的母鼠建造了简单的巢穴。母鼠将其幼崽放到筑巢材料中。使用筑巢材料的仔鼠在断奶后继续在筑巢中休息和睡觉。母鼠和富含筑巢材料的断奶大鼠均消耗少量（平均0.5cm×0.5cm）筑巢材料。鼠会积极地筑巢并消耗少量的筑巢材料。在其它时候，当没有特别的筑巢活动发生时，母鼠或幼崽会消耗少量的筑巢材料，然后继续进行其他活动，如梳理或饮用。活动类型和筑巢材料摄取之间没有一致的相关性。偶尔母鼠能被观察到一小片被褥，然后继续探索活动。断奶的大鼠在断奶时有丰富的遮蔽物，利用这些遮蔽物休息，并且偶尔观察到它们用它和笼友玩耍。老鼠每天都使用遮蔽物，没有物理证据或观察老鼠啃食遮蔽物。

 

粪便观察：一个粪便颗粒通常含有一个0.5cm乘以0.5cm或更小的筑巢材料块。在研究过程中，对小鼠粪便颗粒的粗检没有发现任何富集物。

 

血液和皮质酮评价:血液学评价显示，与对照组相比，环境富集组的HB、HCT、MCH和MCV红细胞参数显著降低。遮蔽物富集的雄性断奶仔鼠的WBC、LYM和MON总数与未富集的雄性断奶仔鼠相比有显著性差异。雄性筑巢材料富集的大鼠断奶组与未富集的雄性大鼠断奶组相比，血小板显著减少。与雌性未富集组相比，富含筑巢材料的雌性大鼠断奶仔鼠的LYM显著降低。雌性遮蔽物的大鼠断奶后HCT显著增加。富含遮蔽物和筑巢材料的雌性大鼠断奶后MCHC较未富含遮蔽物和筑巢材料的雌性大鼠显著升高。与对照组相比，富含筑巢材料的雌性断奶大鼠MCH均显著降低。HSD大鼠各项血液学指标均在正常范围内。虽然有统计学意义，但观察到的差异并不被认为具有生理意义。富集组雄性小鼠血小板和网织红细胞较未富集组略有统计学显著增加，但生理学上无显著差异。富集雌小鼠与未富集雌小鼠相比，白细胞（LYM、NEU、MON）和红细胞计数（HB、MCHC和MCV）显著升高，但与雄性小鼠一样，生理学上差异不显著。大鼠的血浆皮质酮水平在富集组和未富集组之间相似。3组断奶大鼠血浆皮质酮水平无显著性差异。

 

大体和组织病理学评价：筑巢材料组中的一些富集的大鼠坝和断奶仔鼠胃内有少量的巢材料。与胃中没有筑巢材料的大鼠相比，这些大鼠的胃肠道中没有观察到显著的显微发现。

 

结论：本研究表明，在NTP研究中，筑巢材料和遮蔽物不会对通常测量的终点产生不利影响。未环境富集的雄性小鼠和断奶仔鼠食物摄入量增加。动物组织病理学检查结果无明显病变，血液学指标在正常范围内。总的来说，富集的效果是积极的，因为促进正常行为和改善温度调节导致减少生理应激。我们建议在进行NTP研究时使用这些装置进行富集。