Testen voor Geur Discriminatie en gewenning in Muizen
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
Muizen zijn afhankelijk van de reukzin voor het navigeren nieuwe omgevingen, het vinden van voedsel, voor de erkenning van andere individuen, en seksueel gedrag 1-3. Het is essentieel dat onderzoekers aangetoond of proefdieren een functionerende reukzin Alvorens gedragstesten dat voedsel, sociale interactie, of geuren bedoeld om een reactie van de muizen op te wekken omvatten. Anosmie of het onvermogen om onderscheid te maken tussen verschillende geuren kunnen leiden tot valse positieven en negatieven in diverse gedragsparadigma's, dus het vermogen van een muis te detecteren en te onderscheiden geuren worden vastgesteld voor andere typen gedragstesten uitgevoerd.
De olfactorische gewenning / dishabituation test werd voor het eerst beschreven in de jaren 1980 4. De test is aangepast voor gebruik in muizen door Drs. Mu Yang en Jacqueline Crawley 5. Dit is een eenvoudige en goedkope test die het mogelijk maakt de onderzoeker om estaBlish dat een muis kan detecteren en onderscheid maken tussen geuren. Naast het testen reukzin deze test kan de onderzoeker de algemene werking van de muis observeren en moet het begin van een test regime worden uitgevoerd. Kwalitatieve waarnemingen met betrekking tot de motoriek van de muis, tekenen van angst, het niveau van de activiteit, en de respons op sociale geuren versus voedsel geuren kunnen nieuwe gebieden waar het testen kunnen worden uitgevoerd signaal.
In deze test worden wattenstaafjes ondergedompeld in verschillende geuren driemaal voorgelegd aan een muis in een rij. Met elke herhaalde presentatie van een geur, zal de muis wennen aan het wattenstaafje, besteden minder tijd aan het onderzoeken van het met elke volgende presentatie. Wanneer een nieuwe geur wordt gepresenteerd, dishabituation optreedt, en een typisch muis zal meer tijd besteden aan het onderzoeken van het staafje, wat aangeeft dat het onderscheid kan maken tussen de huidige en de vorige geuren 5. Deze test wordt toegediend aan een muis per keer en omvat een 45 min acclimation periode gevolgd door 45 min van het testen.
Hoewel deze test is gemakkelijk uit te voeren kan worden gebruikt om geavanceerde vragen muis olfactorische systeem te onderzoeken. Andere populaire tests reukzin, zoals het begraven voedsel test slechts de aanwezigheid of afwezigheid van anosmie stellen. De olfactorische discriminatie en gewenning toets kunnen de onderzoeker om te bepalen of een muis heeft niet alleen het vermogen om geuren te detecteren keuze maken tussen verschillende geuren. Het patroon van gewenning en dishabituation is gebruikt om te tonen dat de nieuwe mutanten kunnen maken tussen geuren 6,7. In een verrassende studie, Fadool en collega's gebruikt complexe mengsels van geuren dat muizen met gen-gerichte schrapping van de Kv1.3 kanaal laten worden "super smellers" die zeer vergelijkbare geuren beter dan normale muizen 8 kunnen discrimineren.
Bij het onderzoek van een nieuw knockout muismodel is het nuttig om Establish de aanwezigheid van normaal gedrag voor basis zintuiglijke taken. Toen vroeg gedaan in een test regime, de discriminatie geur en gewenning test geeft een onderzoeker de mogelijkheid om eventuele ongewone gedrag te observeren. Deze waarnemingen kunnen vals positieve of negatieve resultaten in daaropvolgende tests die worden ingegeven door de kenmerken van de verstorende mutant worden voorkomen. Als onderzoekers blijven sociaal gedrag nagaan welke fundamentele olfactorische werking gecontroleerd steeds belangrijker. Naast onderzoek reukzin in mutantlijnen, kan deze test worden gebruikt om bepaalde zaken als het farmacologisch samenwerkende dosis respons van een dier op sociale geur stimuli vergroot of als de reactie stijgt tot alle geur stimuli pakken.
Protocol
Representative Results
Discussion
De informatie in dit document resultaten zijn optimaal voor muizen. De muizen tonen een sterke reactie op een nieuwe geur, dan snel wennen. Eén van de belangrijkste stappen van deze werkwijze is de bereiding van de geuren. De onderzoeker moet grote zorg om de geuren van elkaar isoleren om besmetting te voorkomen. Een ander belangrijk aspect is de presentatie van het wattenstaafje. De onderzoeker moet de beste locatie van het wattenstaafje op te lossen, zodat de muis de tip kunnen onderzoeken, maar niet scheurt aan het …
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).
