マウスの表現型の違いに及ぼす離乳年齢と飼育条件の影響

Effects of weaning age and housing conditions on phenotypic differences in mice.

• Jeremy D Bailoo
• Bernhard Voelkl
• Justin Varholick
• Janja Novak
• Eimear Murphy
• Marianna Rosso
• Rupert Palme
• Hanno Würbel

抄録

再現性の低さは、実験動物研究における重大な問題であり、科学的、経済的、倫理的にも重要な意味を持つと考えられています。実験動物研究における矛盾した知見の原因の一つとして、動物施設間の環境の違いと、研究内での厳格な環境標準化が考えられます。表現型の可塑性があるため、発生期の環境条件の研究特有の違いは、実験的処置に対する動物の反応性に違いを生じさせ、実験結果の再現性を低下させる原因となる。ここでは、離乳年齢（14-30日）と飼育条件（単一飼育と集団飼育）の違いがSWISSマウスの表現型にどのように影響するかを、行動学的・生理学的転帰変数の範囲で測定した。離乳年齢、飼育条件、およびそれらの相互作用は、ステレオタイプの発現、体重、グルココルチコイド代謝物濃度、および高架プラス迷路試験およびオープンフィールド試験における行動にはほとんど影響を与えなかった。これらの結果は驚くべきものであり、特に早期離乳の影響に関しては、これまでに発表された知見と一部矛盾している。このように、我々の結果は、これまでの知見の外部的妥当性を疑うものであり、複製研究間の変動の原因を特定するための更なる研究と、ロバストで再現性のある実験結果を生み出す研究デザインを求めるものである。

Poor reproducibility is considered a serious problem in laboratory animal research, with important scientific, economic, and ethical implications. One possible source of conflicting findings in laboratory animal research are environmental differences between animal facilities combined with rigorous environmental standardization within studies. Due to phenotypic plasticity, study-specific differences in environmental conditions during development can induce differences in the animals' responsiveness to experimental treatments, thereby contributing to poor reproducibility of experimental results. Here, we studied how variation in weaning age (14-30 days) and housing conditions (single versus group housing) affects the phenotype of SWISS mice as measured by a range of behavioral and physiological outcome variables. Weaning age, housing conditions, and their interaction had little effect on the development of stereotypies, as well as on body weight, glucocorticoid metabolite concentrations, and behavior in the elevated plus-maze and open field test. These results are surprising and partly in conflict with previously published findings, especially with respect to the effects of early weaning. Our results thus question the external validity of previous findings and call for further research to identify the sources of variation between replicate studies and study designs that produce robust and reproducible experimental results.