独立通气动物笼和开放笼饲养大鼠比较观察

李俊鹏, 秦美蓉, 冼静雯, 谢天柱, 金 毅, 陈润桦, 黄泽愉, 陈 宁, 王晓炜, 王 平

(深圳市药品检验研究院, 深圳药品质量标准研究重点实验室 广东 深圳 518057)

IVC在国外普遍使用，近年来国内应用也不断增加，为了考察IVC和开放笼两种饲养方式对大鼠生长的影响特进行了本试验。

1 材料与方法

1.1 实验动物及饲料

4周龄SPF级SD大鼠, 40只, 雌雄各半, 雌性体质量71.9±6.8 g, 雄性体质量68.2±6.5 g, 由广东省医学实验动物中心提供[SCXK(粤)2013-0002],饲料由广东省医学实验动物中心提供，60Co辐照灭菌真空包装。垫料为玉米芯垫料，由深圳泓腾生物科技有限公司提供，121 ℃ 30 min灭菌处理。饮用灭菌的城市生活用水。按保健食品检验与评价技术规范要求动物单笼饲养[SYXK(粤)2016-0157]，自由摄食饮水[1]。

1.2 主要仪器与试剂

IVC，BOXUNCP04TCSPT型大鼠饲养笼，笼盒长×宽×高=36 cm×20 cm×18 cm，意大利TECNIPLAST公司产品。开放笼为同型号笼具加不锈钢网盖，不带密封笼盖。均每笼一只大鼠。贝克曼Unicel DxC800型全自动生化分析系统、血清生化临床化学体外诊断试剂由贝克曼实验有限公司生产。雅培Cell-DYN-3700型五分类全自动血液分析仪、血液学临床化学体外诊断试剂由雅培制药有限公司生产。BX4200H-AW电子天平，LEICA DM3000生物显微镜，Shandon Excelsior全自动密闭式组织脱水机，HM355S全自动石蜡切片机等。

1.3 实验方法

1.3.1 动物分组 大鼠适应环境5 d后, 随机分2组,分别为开放笼组和IVC组, 每组20只, 雌雄各半。IVC组饲养于正常运行的IVC, 设置为75次换气/h, 排气-25%，正压。开放笼组饲养于尺寸和IVC笼具一致的开放式大鼠饲养笼[1]。

1.3.2 动物饲养 两组饲养于同一屏障系统，温度22±1℃，相对湿度40%～70%。给予同批次的饲料，自由采食和饮水，每周更换垫料和饮水3次，按保健食品检验与评价技术规范要求连续30 d。每周称1次体质量和2次食物摄入量[1]。

1.3.3 动物检测 30 d后, 大鼠用5 mg/mL戊巴比妥钠溶液按10 mL/kg 体质量腹腔注射麻醉后采血，测定血红蛋白(HGB)、红细胞计数(RBC)、血小板(PLT)、白细胞计数(WBC)、淋巴细胞(LYM)、单核细胞(MONO)、中性细胞(NEU)等血液学指标, 以及丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)、尿素氮(BUN)、肌酐(Cr)、血糖(GLU)、血清白蛋白(ALB)、总蛋白(TP)、总胆固醇(TCH)、甘油三脂(TG)等血清生化学指标。剖检各组大鼠，进行大体检查后，取肝、肾、脾、睾丸(雄鼠)或卵巢(雌性)，称量绝对重量，并除以解剖时空腹体质量计算相对重量。对肝、肾、脾、胃肠、睾丸及卵巢进行组织病理学检查[1]。

1.3.4 数据处理 对实验数据使用SPSS21软件进行统计分析，计量资料方差齐时采用Dunnett检验，方差不齐时，采用Tamhane’sT2检验，计数资料采用X2检验,P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 大鼠一般活动状况及死亡的影响

在全部试验周期中，各组大鼠一般生理体征、行为、大便小便、皮毛等未见异常。

2.2 开放笼组和IVC组之间体质量等指标比较

开放笼组和IVC组雌雄大鼠的体质量(表1)、摄食量(表2)均无显著性差异(P＞0.05)。雌性大鼠IVC组RBC和BUN量低于开放笼组 (P＜0.05)(表3、4); 雄性大鼠IVC组RBC、HGB、WBC、BUN、TCH量低于开放笼组 (P＜0.05)(表3、4); 开放笼组和IVC组雌雄大鼠的脏器重量和系数均无统计学差异(表5)。

2.3 大体解剖观察和组织病理学检查

2.3.1 大体解剖观察 各组大鼠外观未见明显异常,无被毛脱落、皮肤受损等，肛周无分泌物; 胸腹腔浆膜光滑，未见出血点及积气积液，主要脏器位置正常，肉眼观察未见明显病变。

2.3.2 组织病理学检查 对开放笼组和IVC组大鼠的主要脏器作组织病理学检查。结果如下： ①肝脏被膜完整，未见增厚。肝小叶结构正常，未见肝细胞明显水样变性、脂肪变性，肝细胞内及胆管内未见胆汁淤积。汇管区无扩张、无渗出等异常表现。开放笼组3例和IVC组2例大鼠的肝脏可见轻度淋巴样细胞浸润灶(图1A、B)，经统计学分析2组间差异无统计学意义 (P＞0.05)。 ②肾脏皮髓质结构清晰，肾小球未见明显肿胀或萎缩、变性、坏死等病理改变。肾小管上皮细胞未见明显变性、坏死，集合管未见明显病理改变。开放笼组3例和IVC组2例大鼠的肾脏间质偶见小灶状淋巴样细胞侵润(图1C、D)，经统计学分析2组之间差异无统计学意义(P＞0.05)。③脾脏被膜完整，未见增厚。红、白髓结构清晰。未见脾小体萎缩、坏死，未见脾窦明显扩张充血等病理改变。④胃、十二指肠、空肠、回肠、结肠的黏膜上皮层完整，未见糜烂、出血、溃疡等病理改变。腺体排列整齐, 未见萎缩、增生或化生。肌层未见肥厚或萎缩。未见浆膜明显异常改变。⑤睾丸白膜完整，未见增厚。曲细精管结构正常，未见基底膜增厚、变性等病理改变; 各级生精细胞排列有序，未见减少、变性或坏死。未见间质水肿、出血。⑥卵巢上皮完整。未见卵巢萎缩、纤维化及肿瘤等病理改变。可见各级卵泡及黄体。卵泡结构正常, 未见卵泡囊肿、黄体囊肿等改变[2]。综上所述,开放笼组和IVC组大鼠的肝脏、肾脏、脾脏、胃、十二指肠、空肠、回肠、结肠, 睾丸和卵巢的组织病理学检查结果无明显差异, 未见明显病理改变。

表 1 不同饲养方式对大鼠体质量的影响

表 2 不同饲养方式对大鼠食物摄入量的影响

表 3 不同饲养方式对大鼠血液学指标的影响

表 4 不同饲养方式对大鼠血清生化学指标的影响

表 5 不同饲养方式对大鼠脏器重量和系数的影响

3 讨论

试验期间各组大鼠一般生理体征、行为、大便、小便、皮毛、体质量增长等均未见异常, 所有指标均在正常范围内[3,4], 组织病理学检查未见明显病理改变, 表明IVC和开放笼所饲养的动物均正常生长, 两组间生长发育无显著性差异(P＞0.05)。IVC组和开放笼组比较, IVC组雌性大鼠RBC和BUN量低于开放笼组(P＜0.05); IVC组雄性大鼠RBC、HGB、WBC、BUN、TCH量低于开放笼组 (P＜0.05)。这可能和IVC的构造赋予其对笼外环境因素良好的屏蔽作用有关[5]。啮齿动物胆小敏感，机体应激容易受到外界激发，IVC这种特性可以减少饲养室环境内各种物理因素对动物的干扰，维持其较低的应激本底，这不仅有利于降低环境应激保护动物福利，也为灵敏应激反应提供了更理想的实验条件[6]。本试验表明，饲养环境的不同可能导致动物的生理指标有所差异，提示同一个受试物不同组别不能分别在开放笼和IVC同时进行饲养。

图1 IVC组及开放组动物肝脏及肾脏的炎细胞浸润组织HE染色观察