Simple et test olfactif pour souris assistée par ordinateur
概要
We present a simple and unbiased olfactory test in mice. With this protocol olfactory discrimination, preference, avoidance and sensitivity to a novel odor as compared to water can be assessed in single behavioral sessions. This method is indicated for a single experimenter and analysis is based on computer-assisted video processing.
Abstract
L'olfaction est hautement conservée entre les espèces et est nécessaire pour la reproduction et la survie.
Chez les humains, l'olfaction est également l'un des sens qui est affectée au vieillissement et est un fort prédicteur de maladies neurodégénératives. Ainsi, le test de l'olfaction est utilisé comme une méthode de diagnostic non invasif pour détecter des déficits neurologiques dès le début. Afin de comprendre les mécanismes sous-jacents olfactive susceptibilité du réseau, la recherche olfactive chez les rongeurs a pris de l'ampleur dans la dernière décennie.
Ici, nous présentons un temps méthode de test olfactif très simple, efficace et reproductible de la perception des odeurs innée et la sensibilité chez la souris, sans la nécessité de toute restriction de la nourriture ou de l'eau avant. Les tests sont effectués dans un environnement familier pour les souris, exiger que les senteurs et une session de 2 min d'exposition odorant. L'analyse est effectuée, post-hoc, en utilisant les commandes assistées par ordinateur sur ImageJ et peut être, par conséquent,, Réalisée à partir de début à la fin par un chercheur.
Ce protocole ne nécessite aucune configuration matérielle ou spéciale et est indiqué pour tout laboratoire intéressé à tester la perception olfactive et de la sensibilité.
Introduction
L'olfaction est l'une des fonctions sensorielles les plus développés et les plus importants chez les mammifères. Toute dépréciation de l'activité olfactive peut affecter l'apport alimentaire, le comportement social et, dans le pire des cas, même la survie. Chez les humains, la dégradation olfactive dépend 1 ans et est considéré comme un puissant prédicteur de troubles neurologiques 2 – 6. Le test d'identification olfactif développé par l'Université de Pennsylvanie représente actuellement l'un des tests diagnostiques les plus utilisés, non invasives et quantifiables qui permettent d'évaluer les déficits neurologiques précoces 7 et de prédire avec une forte probabilité de la progression de la démence 8,9.
L'accessibilité du système olfactif et l'importance de l'olfaction chez les rongeurs, a suscité une ligne intense de recherche portant sur les mécanismes sous-jacents des fonctions olfactives 10. Nous avons précédemment montré que la perte de fonction de la signalisation de réceptou Notch1 affecte éviter olfactive 11. Dans ce protocole, nous utilisons des souris dépourvues du ligand de signalisation, Jagged1, dans les neurones ou cellules gliales pour étudier la performance olfactive.
Innate olfaction est définie par trois paramètres que la perception, de la discrimination entre les odeurs et la sensibilité olfactive 4. Les tests olfactifs chez les rongeurs peut être fait dans une variété de façons et certaines études comportementales faire usage de olfactomètres, qui fournissent l'odeur de l'animal à une concentration spécifique de la vapeur et dans un laps de temps précis 12-14. Néanmoins, cette instrumentation est coûteux et pourraient être disponibles uniquement dans des installations spécialisées. Dans notre travail, nous fournissons un protocole de test olfactif simple, rapide et reproductible, qui est effectuée à l'aide des parfums volatils. Les tests décrits mesure la perception à un appât ou une odeur répulsive et évaluer la discrimination entre le parfum et 11,15,16 de l'eau. En utilisant la même configuration, we peut également mesurer la sensibilité d'une odeur à différentes concentrations 16,17. Le traitement vidéo assistée par ordinateur post-hoc, inspiré par le travail de la page et ses collègues 18, fournit des résultats impartiaux, sans la nécessité d'aveuglement expérimentale et permettant pour une personne seule à réaliser toute l'expérience.
Ce protocole est destiné à fournir un point de départ pour étudier le comportement olfactive chez la souris.
Protocol
Representative Results
Discussion
Les critères proposés dans ce protocole permettent d'évaluer différents aspects du comportement olfactive innée chez la souris: la perception des odeurs, de la discrimination entre les odeurs par rapport à l'eau et la sensibilité aux odeurs. Ce protocole peut être appliqué à toute odeur selon la préférence et de l'échelle d'évitement 15 précédemment montré. Depuis le protocole est basé sur l'activité exploratoire, il est important que les souris ne présentent pas de dé…
開示
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work is funded by the Swiss National Foundation (31_138429) and Synapsis Foundation for the support of research on Alzheimer’s disease.
Materials
| Mouse cage | Italplast (Italy) | 1144B | 36 cm length x 20.5 cm width x 13.5 cm height |
| Chipped wood bedding | Abedd (Austria) | LTE E-001 | 3 cm high |
| Peanut butter | Migros (Swizterland) | NA | 1:10 |
| 2-Methylbutyric | Sigma Aldrich (Switzerland) | W269514 | Pure |
| Female Urine from fertile females of same mouse strain | NA | NA | Dilution series |
| Camera | Olympus (US) | Camedia C-8080 | MOV files |
| Quicktime for Java (Windows) | Apple (USA) | NA | video plugin for visualizing MOV files |
| Image J for Windows | NIH (USA) | NA | Video Processing/Analysis |
参考文献
- Doty, R. L., Kamath, V. The influences of age on olfaction: a review. Cognitive Science. 5, 20 (2014).
- Mesholam, R. I., Moberg, P. J., Mahr, R. N., Doty, R. L. Olfaction in neurodegenerative disease: a meta-analysis of olfactory functioning in Alzheimer’s and Parkinson’s diseases. Archives of Neurology. 55 (1), 84-90 (1998).
- Moberg, P. J., et al. Olfactory Dysfunction in Schizophrenia: A Qualitative and Quantitative Review. Neuropsychopharmacology. 21 (3), 325-340 (1999).
- Kovács, T. Mechanisms of olfactory dysfunction in aging and neurodegenerative disorders. Ageing Research Reviews. 3 (2), 215-232 (2004).
- Barrios, F. A., et al. Olfaction and neurodegeneration in HD. Neuroreport. 18 (1), 73-76 (2007).
- Doty, R. L. Olfaction in Parkinson’s disease and related disorders. Neurobiology of Disease. 46 (3), 527-552 (2012).
- Doty, R. L., Shaman, P., Dann, M. Development of the University of Pennsylvania Smell Identification Test: a standardized microencapsulated test of olfactory function. Physiology & Behavior. 32 (3), 489-502 (1984).
- Devanand, D. p., et al. Olfactory Deficits in Patients With Mild Cognitive Impairment Predict Alzheimer’s Disease at Follow-Up. American Journal of Psychiatry. 157 (9), 1399-1405 (2000).
- Conti, M. Z., et al. Odor Identification Deficit Predicts Clinical Conversion from Mild Cognitive Impairment to Dementia Due to Alzheimer’s Disease. Archives of Clinical Neuropsychology. 28 (5), 391-399 (2013).
- Keller, A., Vosshall, L. B. Better Smelling Through Genetics: Mammalian Odor Perception. Current opinion in neurobiology. 18 (4), 364-369 (2008).
- Brai, E., et al. Notch1 activity in the olfactory bulb is odour-dependent and contributes to olfactory behaviour. European Journal of Neuroscience. 40 (10), 3436-3449 (2014).
- Larson, J., Hoffman, J. S., Guidotti, A., Costa, E. Olfactory discrimination learning deficit in heterozygous reeler mice. Brain Research. 971 (1), 40-46 (2003).
- Alonso, M., et al. Olfactory Discrimination Learning Increases the Survival of Adult-Born Neurons in the Olfactory Bulb. The Journal of Neuroscience. 26 (41), 10508-10513 (2006).
- Wesson, D. W., Keller, M., Douhard, Q., Baum, M. J., Bakker, J. Enhanced urinary odor discrimination in female aromatase knockout (ArKO) mice. Hormones and behavior. 49 (5), 580-586 (2006).
- Kobayakawa, K., et al. Innate versus learned odour processing in the mouse olfactory bulb. Nature. 450 (7169), 503-508 (2007).
- Witt, R. M., Galligan, M. R., Despinoy, J., Segal, R. Olfactory Behavioral Testing in the Adult Mouse. Journal of Visualized Experiments JoVE. (23), (2009).
- Lee, A. W., Emsley, J. G., Brown, R. E., Hagg, T. Marked differences in olfactory sensitivity and apparent speed of forebrain neuroblast migration in three inbred strains of mice. 神経科学. 118 (1), 263-270 (2003).
- Page, D. T., et al. Computerized assessment of social approach behavior in mouse. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 3, 48 (2009).
- Nyfeler, Y., et al. Jagged1 signals in the postnatal subventricular zone are required for neural stem cell self-renewal. Embo J. 24 (19), 3504-3515 (2005).
- Tong, M. T., Peace, S. T., Cleland, T. A. Properties and mechanisms of olfactory learning and memory. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 8, (2014).
- Corthell, J., Stathopoulos, A., Watson, C., Bertram, R., Trombley, P. Olfactory Bulb Monoamine Concentrations Vary with Time of Day. 神経科学. 247, 234-241 (2013).
- Lehmkuhl, A. M., Dirr, E. R., Fleming, S. M. Olfactory assays for mouse models of neurodegenerative disease. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (90), e51804 (2014).
