בדיקה לריח אפליה והרגלה בעכברים
Summary
This manuscript describes a protocol to examine the olfactory system of rodents. The olfactory habituation/dishabituation test will allow investigators to determine whether a mouse habituates to a repeatedly presented odor and whether the mouse demonstrates dishabituation when presented a novel odor.
Abstract
This video demonstrates a technique to establish the presence of a normally functioning olfactory system in a mouse. The test helps determine whether the mouse can discriminate between non-social odors and social odors, whether the mouse habituates to a repeatedly presented odor, and whether the mouse demonstrates dishabituation when presented with a novel odor. Since many social behavior tests measure the experimental animal’s response to a familiar or novel mouse, false positives can be avoided by establishing that the animals can detect and discriminate between social odors. There are similar considerations in learning tests such as fear conditioning that use odor to create a novel environment or olfactory cues as an associative stimulus. Deficits in the olfactory system would impair the ability to distinguish between contexts and to form an association with an olfactory cue during fear conditioning.
In the odor habitation/dishabituation test, the mouse is repeatedly presented with several odors. Each odor is presented three times for two minutes. The investigator records the sniffing time directed towards the odor as the measurement of olfactory responsiveness. A typical mouse shows a decrease in response to the odor over repeated presentations (habituation). The experimenter then presents a novel odor that elicits increased sniffing towards the new odor (dishabituation). After repeated presentation of the novel odor the animal again shows habituation. This protocol involves the presentation of water, two or more non-social odors, and two social odors. In addition to reducing experimental confounds, this test can provide information on the function of the olfactory systems of new knockout, knock-in, and conditional knockout mouse lines.
Introduction
עכברים תלויים בolfaction לניווט סביבות חדשות, מציאת מזון, להכרה באנשים אחרים, והתנהגות מינית 1-3. זה חיוני כי חוקרים לקבוע אם או לא יש לי חיות ניסוי חוש ריח תפקוד לפני מתן בדיקות התנהגותיות הכוללות מזון, אינטראקציה חברתית, או כל ריחות שנועדו לעורר תגובה מהעכבר. תתרנות או חוסר היכולת להבחין בין ריחות שונים, עלול לגרום לתוצאות חיוביות או שליליים שגויות במגוון רחב של פרדיגמות התנהגות, כך היכולת של עכבר כדי לזהות ולהבחין ריחות יש לקבוע לפני סוגים אחרים של בדיקות התנהגותיות מבוצעים.
מבחן ההתרגלות / dishabituation חוש הריח תואר לראשונה בשנת 1980 4. הבדיקה הותאמה לשימוש בעכברים על ידי בני הזוג. מו יאנג וז'קלין קראולי 5. זוהי בדיקה פשוטה וזולה שמאפשרת לחוקר לestaמלמולים שעכבר יכול לזהות ולהבדיל בין ריחות. בנוסף לבדיקת חוש ריח, בדיקה זו מאפשרת לחוקר לבחון את ההתנהגות הכללית של העכבר וצריך להיעשות מוקדם במשטר בדיקות. תצפיות איכותיות בדבר התנועה של העכבר, סימנים של חרדה, רמת הפעילות, ותגובה לריחות חברתיים לעומת ריחות מזון עשויות לאותת אזורים החדשים שבו בדיקה יכולה להתבצע.
בבדיקה זו, צמר גפן טבול בריחות שונים מוצגים לעכבר שלוש פעמים ברציפות. עם כל הצגה חוזרת ונשנית של ריח, העכבר להרגיל לקלון צמר גפן, מבלה פחות זמן חוקר אותו בכל מצגת שלאחר מכן. כאשר ריח חדש מוצג, dishabituation מתרחש, ועכבר טיפוסי לבלות יותר זמן חוקר את הספוגית, מצביע על כך שהוא יכול להבחין בין הריחות הנוכחיים וקודמים 5. בדיקה זו ניתנת לעכבר אחד בכל פעם וכוללת ACC 45 דקותתקופת limation אחרי 45 דקות של בדיקות.
למרות שבדיקה זו היא קלה לביצועה ניתן להשתמש כדי לחקור שאלות מתוחכמות על מערכת חוש הריח עכבר. בדיקות אחרות פופולריות של olfaction, כגון בדיקת מזון הקבור, פשוט להקים את הנוכחות או עדר של תתרנות. עם זאת, בדיקת האפליה והתרגלות חוש הריח מאפשרת לחוקר כדי לקבוע שעכבר יש את היכולת לזהות ריחות אבל יכול להבחין בין ריחות שונים לא רק. הדפוס של התרגלות וdishabituation נעשה שימוש כדי לקבוע, כי מוטציות חדשות יכולות להפלות בין ריחות 6,7. במחקר מפתיע, Fadool ועמיתיו השתמשו תערובות מורכבות של ריחות להראות עכברים שעם מחיקה ממוקדת-גן של ערוץ Kv1.3 הם "smellers סופר" שיכול להבחין ריחות דומים מאוד טובים יותר מעכברים רגילים 8.
כאשר בוחן מודל עכבר נוקאאוט חדש כדאי establisשעות הנוכחות של התנהגות נורמלית למשימות חושיות בסיסיות. כאשר נעשו בשלב מוקדם במשטר בדיקות, אפליית הריח ובדיקת הרגלה נותנת חוקר את ההזדמנות כדי לבחון כל התנהגויות יוצאות דופן. תצפיות אלה יכולים למנוע תוצאות חיוביות או שליליות כוזבות בבדיקה הבאה שניתן לייחסם לבלבול מאפיינים של המוטציה. כחוקרים ממשיכים לחקור התנהגות חברתית הצורך לוודא תפקוד חוש הריח בסיסי הופך להיות חשוב יותר ויותר. בנוסף לבחינת olfaction בקווים מוטנטים, בדיקה זו יכולה לשמש כדי לענות על שאלות ספציפיות כגון האם טיפול תרופתי ספציפי מגדיל תגובה של בעלי חיים לגירויי ריח חברתיים או אם עליות תגובתם לגירויי כל הריח.
Protocol
Representative Results
Discussion
התוצאות אמורות במאמר זה הן אופטימליות לעכברים. העכברים להפגין תגובה חזקה לריח רומן, אז להרגיל מהירות. אחד הצעדים המרכזיים בשיטה זו היא ההכנה של הריחות. החוקר צריך לקחת בזהירות רבה כדי לבודד את הריחות מזה על מנת למנוע זיהום. היבט נוסף מפתח הוא ההצגה של מקלון צמר גפן. הח?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work is supported by a Baylor University Research Council grant and by a research grant from the Epilepsy Foundation.
Materials
| Mouse cage | Allentown | Standard mouse cage | |
| Wire lid | Allentown | BCU Mouse WBL 2500 | |
| Bedding | Harlan | 7090 Sani-Chips | |
| Cotton swabs | VWR | 89031-270 | 6” wooden handle |
| Banana extract | McCormick | ||
| Almond extract | McCormick | ||
| Laboratory tape | VWR | 89098-062 | |
| Stop watch | VWR | 62374-000 | |
| Nitrile gloves | VWR | 82026 | |
| Timing device | VWR | 61161-350 | |
| 15 mL conical tubes | VWR | 89003-294 | |
| 2 L beakers | Pyrex | 1003 | |
| Parafilm | Parafilm | PM-992 | 4” x 250’ |
| 1 L bottle with cap | VWR | 89000-240 |
References
- Doty, R. L. Odor-guided behavior in mammals. Experientia. 42, 257-271 (1986).
- Restrepo, D., Arellano, J., Oliva, A. M., Schaefer, M. L., Lin, W. Emerging views on the distinct but related roles of the main and accessory olfactory systems in responsiveness to chemosensory signals in mice. Horm Behav. 46, 247-256 (2004).
- Keverne, E. B. Importance of olfactory and vomeronasal systems for male sexual function. Physiol Behav. 83, 177-187 (2004).
- Gregg, B., Thiessen, D. D. A simple method of olfactory discrimination of urines for the Mongolian gerbil, Meriones unguiculatus. Physiol Behav. 26, 1133-1136 (1981).
- Yang, M., Crawley, J. N. Simple behavioral assessment of mouse olfaction. Curr Protoc Neurosci. Chapter 8 (Unit 8 24), (2009).
- Pan, Y. W., Kuo, C. T., Storm, D. R., Xia, Z. Inducible and targeted deletion of the ERK5 MAP kinase in adult neurogenic regions impairs adult neurogenesis in the olfactory bulb and several forms of olfactory behavior. PLoS ONE. 7, e49622 (2012).
- Wesson, D. W., Levy, E., Nixon, R. A., Wilson, D. A. Olfactory dysfunction correlates with amyloid-beta burden in an Alzheimer’s disease mouse model. J Neurosci. 30, 505-514 (2010).
- Fadool, D. A., et al. Kv1.3 channel gene-targeted deletion produces ‘Super-Smeller Mice’ with altered glomeruli, interacting scaffolding proteins, and biophysics. Neuron. 41, 389-404 (2004).
- Arakawa, H., Arakawa, K., Blanchard, D. C., Blanchard, R. J. Scent marking behavior in male C57BL/6J mice: sexual and developmental determination. Behav Brain Res. 182, 73-79 (2007).
- Baum, M. J. Sexual differentiation of pheromone processing: links to male-typical mating behavior and partner preference. Horm Behav. 55, 579-588 (2009).
- Ferguson, J. N., et al. Social amnesia in mice lacking the oxytocin gene. Nat Genet. 25, 284-288 (2000).
- Yang, M., et al. Low sociability in BTBR T+tf/J mice is independent of partner strain. Physiol Behav. 107, 649-662 (2012).
- Best, J. D., et al. Non-associative learning in larval zebrafish. Neuropsychopharmacology. 33, 1206-1215 (2008).
- Wolman, M. A., Jain, R. A., Liss, L., Granato, M. Chemical modulation of memory formation in larval zebrafish. Proc Natl Acad Sci U S A. , (2011).
- Sorge, R. E., et al. Olfactory exposure to males, including men, causes stress and related analgesia in rodents. Nat Methods. 11, 629-632 (2014).
