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脑声常谈：小鼠旷场实验需要特别注意实验环境和昼夜节律，这些你掌握了吗？

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2024-10-31 10:36

旷场实验（open field test，OFT），也称敞箱实验、空场实验，是评价啮齿类实验动物运动功能和焦虑状态的经典行为学方法，被广泛运用于精神神经药理学、神经行为学等的基础研究。其原理基于啮齿类动物同时有畏惧空旷场地和探究新事物、新环境的天性，因此在一个开阔的场地中其活动呈现趋避性（phobotaxis）。一般认为在实验动物没有事先熟悉敞箱的情况下，记录到的旷场活动前10～20min以探究活动为主，后30～40min主要反映自发活动。旷场实验受到诸多因素的影响，诸如动物遗传变异、性别、实验环境、昼夜节律、动情周期等。

为研究旷场实验主要指标所受实验条件的影响，通过研究不同性别、不同品系（昆明、C57BL/6 和 BALB/c）小鼠在不同测试时间（早、晚）旷场活动中的表现，深入探讨品系、性别和生物节律对小鼠旷场实验的影响。

材料与方法

昆明、C57BL/6、BALB/c小鼠各３２只，雌雄各半，购自西安交通大学医学院实验动物中心，实验已获西安交通大学实验动物管理委员会批准，并按动物实验管理条例进行小鼠饲养和管理。同品系同性别小鼠每４只随机同笼饲养。小鼠按性别、品系分别进行随机分组，每８只分为１组，以Ｋ、Ｃ、Ｂ分别代表昆明、C57BL/6、ＢＡＬＢ／ｃ各品系，Ｆ、Ｍ代表雌、雄，Ｄ、Ｎ代表白天、夜间，共分为ＫＦＤ、ＫＦＮ、ＫＭＤ、ＫＭＮ、ＣＦＤ、ＣＦＮ、ＣＭＤ、ＣＭＮ、ＢＦＤ、ＢＦＮ、ＢＭＤ、ＢＭＮ共１２组（ｎ＝８），各组间小鼠体质量经统计学检验未见差异。饲养条件：室温（２３±１）℃ ；湿度（５０ ±５）％；日光灯采光，光暗周期１２／１２（光照时间为７∶００～１９∶００）；动物自由获取水和食物。

旷场实验箱，型号：XR-XZ301 ，上海欣软

仪器装置

采用计算机实时监测分析系统 VisuTrack动物行为分析系统（中国、上海欣软）。该仪器主要由４个40cm×40cm×40cm 实验敞箱组成，箱子顶部中央安置有与记录系统相连接的摄像机，通过系统分析小鼠实时图像以获得小鼠在旷场中的行为数据。

上海欣软，VisuTrack动物行为分析软件

OFT实验

实验前将各品系小鼠在饲养室适应１周，在此期间每天抓摸动物５min左右使其适应实验者的操作。实验开始前30min将小鼠移入测试室适应，以保证验时小鼠活动趋于稳定。测试时间：白天为８∶30～11∶30，夜间为20∶30～23∶30。实验前选择 VisuTrack系统中的旷场模式并进行模式指标设定，将记录时间设置为１ｈ，调节亮度等参数，将小鼠背对操作者放入旷场中央，键入“开始”命令后开始进行实验记录。每只动物实验结束后清除敞箱底板粪便，用500ｍＬ／Ｌ乙醇喷洒敞箱底部并用洁净纱布抹干，以避免前次实验动物的残留气味影响本次实验。

实验结束获得实验轨迹数据后，利用 VisuTrack软件对数据进行分析，获得1h内的每10min路程距离、总路程距离、前10min进入中央区域次数等数据。以前10min实验反映小鼠对新环境的探索活动，后40min反映小鼠自发活动。

３种品系雌性小鼠前10min探索活动中，白天的测试结果未见明显差异，而夜间则显示差异有统计学意义。３种品系雄性小鼠在前10min不同测试时间测试结果差异均无统计学意义；雌性小鼠则只有C57BL/6昼夜结果未见差异，BALB/c和昆明小鼠均表现夜间活动多于白天。

实验揭秘

性别因素对小鼠旷场实验的影响主要体现在自发活动上，探索活动受性别的影响则不明显。这可能是因为雌雄本身生理差别而使得小鼠自发活动量受性别因素影响较大，对新环境的探索及其焦虑状态则与性别差异不大。

在同等条件下，C57BL/6小鼠旷场结果不因昼夜节律而产生差异，而昆明和BALB/c却只有雄性小鼠在白天和黑夜的探索行为及自发活动量上未见明显差异，雌性小鼠在探索行为和自发活动量上则均表现为夜间比白天高。昆明和BALB/c雌性小鼠在昼夜节律上表现出差异，可能是由于雌鼠相比雄鼠而言更易受性激素影响从而对昼夜节律作用的本实验产生干扰，而雌性C57BL/6受此影响则较小。

综上所述，在本实验中近交系C57BL/6小鼠对新环境的探索活动少，自发活动量低，在不同性别、昼夜节律条件下表现比较稳定，可见C57BL/6小鼠是可用于神经行为学研究的“黄金品系”。

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