Simple y asistida por ordenador de pruebas olfativas para Ratones
Summary
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
El olfato está altamente conservada entre las especies y se requiere para la reproducción y la supervivencia.
En los seres humanos, el olfato es también uno de los sentidos que se ve afectado con el envejecimiento y es un fuerte predictor de enfermedades neurodegenerativas. Por lo tanto, las pruebas de olfato se utiliza como un método de diagnóstico no invasivo para detectar déficits neurológicos desde el principio. Con el fin de comprender los mecanismos subyacentes de sensibilidad olfativa red, la investigación olfativa en roedores ha cobrado impulso en la última década.
A continuación, presentamos un método muy simple, eficiente en tiempo y reproducible prueba olfativa de innata percepción del olor y la sensibilidad en los ratones sin la necesidad de cualquier restricción de alimentos o agua antes. Las pruebas se realizan en un ambiente familiar a los ratones, requieren sólo los olores y una sesión de 2 minutos de exposición odorante. Se lleva a cabo el análisis, post-hoc, utilizando comandos asistida por ordenador en ImageJ y puede ser, por lo tanto,, Llevado a cabo de principio a fin por un investigador.
Este protocolo no requiere ningún hardware o configuración especial y está indicado para cualquier laboratorio interesado en probar la percepción olfativa y sensibilidad.
Introduction
El olfato es una de las funciones sensoriales más desarrollados e importantes en los mamíferos. Cualquier alteración en la actividad olfativa puede afectar la ingesta de alimentos, el comportamiento social y, en el peor de los casos, incluso la supervivencia. En los seres humanos, el deterioro del olfato es dependiente de 1 año y es considerado un fuerte predictor de trastornos neurológicos 2-6. La prueba de identificación del olfato desarrollado por la Universidad de Pennsylvania representa actualmente una de las pruebas más utilizadas, no invasivos y cuantificables, de diagnóstico que pueden evaluar los déficits neurológicos primeros 7 y predecir con alta probabilidad la progresión de la demencia 8,9.
La accesibilidad del sistema olfativo y la prominencia del olfato en los roedores, ha desatado una intensa línea de investigación frente a los mecanismos de las funciones olfativas subyacentes 10. Hemos demostrado anteriormente que la pérdida de la función del recept señalizacióno Notch1 afecta evitar olfativa 11. En este protocolo que utilizamos ratones que carecen del ligando de señalización, Jagged1, en neuronas o células gliales para estudiar el rendimiento olfativo.
Olfato innato se define por tres parámetros como la percepción, la discriminación entre los olores y la sensibilidad olfativa 4. Pruebas olfativas en roedores se puede hacer en una variedad de maneras y algunos estudios de comportamiento hacer uso de olfatómetros, que proporcionan el olor al animal en un concentraciones de vapor específicas y en un marco de tiempo precisa 12 – 14. Sin embargo, esta instrumentación es caro y puede estar disponible sólo en instalaciones especializadas. En nuestro trabajo, ofrecemos un protocolo de prueba olfativa simple, rápida y reproducible, que se lleva a cabo utilizando aromas volátiles. Las pruebas descritas percepción medida para un atrayente o un olor repelente y evaluar la discriminación entre el olor y 11,15,16 agua. Usando la misma configuración, wE también puede medir la sensibilidad a un olor a diferentes concentraciones 16,17. El procesamiento post-hoc asistida por ordenador de vídeo, inspirado en la obra de la página y sus colegas 18, ofrece resultados sin la necesidad de cegamiento experimental y permitiendo una sola persona para llevar a cabo todo el experimento.
Este protocolo está destinado a proporcionar un punto de partida para estudiar el comportamiento olfativo en ratones.
Protocol
Representative Results
Discussion
Las pruebas que se proponen en este protocolo permiten evaluar diferentes aspectos del comportamiento olfativo innata en ratones: la percepción de los olores, la discriminación entre los olores frente a agua y la sensibilidad a los olores. Este protocolo se puede aplicar a cualquier olor de acuerdo con la preferencia y la escala de evitación previamente demostrado 15. Dado que el protocolo se basa en la actividad exploratoria es importante que los ratones no muestran ningún deterioro motor o la ansiedad q…
Declarações
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 |
Referências
- 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. Neurociência. 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. Neurociência. 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).
