Impairment in olfactory function is a common feature in many neurodegenerative disorders including Parkinson, Alzheimer, and Huntington diseases. In the present article, we describe a set of tests for assessing olfaction discrimination and detection in mice that can be used to measure olfactory abilities in mouse models of neurodegenerative diseases.
In many neurodegenerative diseases and particularly in Parkinson’s disease, deficits in olfaction are reported to occur early in the disease process and may be a useful behavioral marker for early detection. Earlier detection in neurodegenerative disease is a major goal in the field because this is when neuroprotective therapies have the best potential to be effective. Therefore, in preclinical studies testing novel neuroprotective strategies in rodent models of neurodegenerative disease, olfactory assessment could be highly useful in determining therapeutic potential of compounds and translation to the clinic. In the present study we describe a battery of olfactory assays that are useful in measuring olfactory function in mice. The tests presented in this study were chosen because they measure olfaction abilities in mice related to food odors, social odors, and non-social odors. These tests have proven useful in characterizing novel genetic mouse models of Parkinson’s disease as well as in testing potential disease-modifying therapies.
Riechstörungen auf einer Vielzahl von neurodegenerativen Störungen, einschließlich Parkinson-Krankheit (PD), Alzheimer-Krankheit und Huntington-Krankheit 1 verbunden. In PD, Riechstörungen sind Defizite bei der Geruchsidentifikation, Detektion und Diskriminierung und werden in bis zu 70-95% der Patienten 2-5 gefunden. Diese Defizite können die Kardinal motorischen Symptome von Parkinson durch bis zu 4 Jahre vorausgehen, was darauf hinweist, dass Riechstörungen können die frühen Stadien der PD 6-10 signalisieren. Das frühe Auftreten von Riechdefizite PD hat zu einem großen Interesse an Riechstörungen und den zugrunde liegenden Mechanismen geführt. In präklinischen Studien an Nagern, könnte Riechstörungen ein sensibler Ergebnis Maßnahme, um das therapeutische Potenzial von neuen therapeutischen Strategien vorherzusagen.
Viele Tests wurden entwickelt und umfassend genutzt, um sensomotorischen Beeinträchtigungen in Nagetiermodellen der PD und TES charakterisierent das therapeutische Potenzial von neuartigen Behandlungen 11-15. Auch wenn olfaktorische Defizite sind in PD dokumentiert, Geruchs-Funktion wurde nicht routinemäßig in vielen Modellen gemessen. Diese Ansicht ändert sich aber mit der Entdeckung des genetischen Formen der PD und der Vorstellung, dass mehr akzeptiert PD ist eine systemische Erkrankung, die mehr als nur Sensomotorik. Derzeit gibt es zahlreiche Studien, in der genetischen Mausmodellen der PD und andere neurodegenerative Erkrankungen, die jetzt eine Analyse der Geruchssinn bei der Charakterisierung 16-24. Angesichts des wachsenden Interesses von Riechstörungen bei neurodegenerativen Erkrankungen, haben wir versucht, eine Batterie von Tests, die olfaktorischen verwendet werden können, um neue Modelle der Neurodegeneration sowie Testpotential krankheitsverändernden Therapien in präklinischen Studien charakterisieren zu montieren. Die in der vorliegenden Studie beschriebenen Tests wurden sowohl die Charakterisierung und präklinische Studien 18,25 eingesetzt.
Die Tests highlIn dieser Studie wurde gezeigt, ighted in Detektieren Riechstörungen in einem häufig verwendeten alpha-Synuclein-überexprimierenden Maus-Modell der Parkinson-Krankheit 18 empfindlich. Sie umfassen die Test begraben Pellet 26,27, eine angepasste Version des Blocks Test 23,24,28,29, und die Gewöhnung / Entwöhnung Test 30. Es ist wichtig zu beachten, dass es mehrere Anpassungen der in dieser Studie beschriebenen Tests, die empfindlich Maßnahmen Riech bei Mäusen, die, die in dieser Studie werden die Tests Unser Labor hat die meiste Erfahrung mit und routinemäßig.
Jede der in dieser Studie beschriebenen Tests messen verschiedene Aspekte der Riech in Mäusen. Die vergrabene Pellet-Test misst die Lebensmittel Motivation Aspekt des Geruchssinns, die Prüfung der Fähigkeit von Hunger (Lebensmittel beschränkt ist, nicht Nahrung entzogen) Mäusen, um eine schmackhafte Stück gesüßt Getreide unter Betten begraben zu erkennen. Der Block Test misst mehr der soziale Aspekt der Riechfunktion, die Prüfung der Fähigkeit von Mäusen, zwischen ihren eigenen Duft und die eines Artgenossen zu unterscheiden. Die Gewöhnung / Entwöhnung Test bewertet die Fähigkeit der Maus, zwischen bekannten und neuartigen, harmlosen Düften zu unterscheiden. Mit mehreren Tests ist wichtig, bei der Charakterisierung eines neuen Modells, weil Anomalien in der Lebensmittel Motivation oder Angst könnte in mutierten Mäusen beobachtet im Vergleich zu Kontrollen Unterschiede beitragen. Zum Beispiel, wenn nur der Block Test durchgeführt und verringerte Schnüffeln des Blocks, der den Geruch eines anderen Maus beobachtet wurde, ist es unklar, ob eine Olfactcher Defizit oder eine verbesserte Reaktion auf die Angst vor Artgenossen, die auf die Vermeidung von diesem Block führen kann. Wenn mehrere Tests durchgeführt und Defizite in allen Tests beobachtet, es unterstützt nachdrücklich eine Interpretation der Geruchsminderung. Allerdings, wenn Unterschiede in nur einem Test, nicht aber die anderen beobachtet, dann kann es zu einer Geruchsminderung subtiler sein, aber es ist unerlässlich, um auszuschließen, andere Erklärungen (dh, erweiterte Angst oder reduzierte Nahrungs Motivation). Weitere wichtige Faktoren im Auge zu behalten, wenn die Prüfung Riechfunktion Mäuse gehören die Hintergrundstamm und Geschlecht der Mäuse. Unterschiedlichen genetischen Hintergrund Stämme (dh C57BL / 6, DBA, etc.) können tief greifende Auswirkungen auf das Verhalten der Maus daher, empfiehlt es sich, jedes Protokoll in Wildtyp-Mäusen aus dem gleichen Hintergrund vor der Durchführung des gesamten Experiments anzupassen. Es wird auch empfohlen, dass männliche und weibliche Mäuse getrennt voneinander getestet, da das männliche olfaktorischen Systems hoch istly empfindlich auf Frauen in Östrus und olfaktorische Erkennung einer Frau in Östrus konnte mit der Leistung in allen drei Tests stören.
Einige Schritte sind absolut entscheidend, wenn bei der Prüfung Geruchssinn bei Mäusen zu folgen. Es ist wichtig, bewusst die Gerüche der Experimentator an die Tiere einzuführen ist. Tragen von Handschuhen für die Verfahren ist wesentlich und häufigen Wechseln der Handschuhe zwischen Tieren erforderlich ist. Es ist immer eine gute Übung für den Experimentator nicht nach Köln oder Parfüm auf den Geruchssinn Testtage tragen. Obwohl einige Teile des Verfahrens unflexibel sind, gibt es andere Teile, die modifiziert und angepaßt werden kann, ohne die Gültigkeit oder die Empfindlichkeit des Tests. Zum Beispiel kann die Anzahl der Gewöhnungsversuche erhöht oder verringert werden, je nach Stamm von Mäusen getestet und wie schnell sie auf die Stimuli zu gewöhnen. Die Haupteinschränkung dieser Tests ist, dass sie alle durch eine Form der Motivation angetrieben, dass es Nahrungsmittel oder sozialen, dasses schwierig, völlig aus, Anomalien in der Motivation als Erklärung, wenn eine veränderte Reaktion beobachtet. Dies kann durch Analysieren von zusätzlichen Parametern, wie Aktivität während des Testens und der Zeit auf Reize Ansatz minimiert werden.
Einmal gemeistert, können die Tests leicht bei der Prüfung des Phänotyps der neuen Mausmodellen von neurodegenerativen Erkrankungen eingesetzt werden. Darüber hinaus können die Tests, die die höchste Macht haben in präklinischen Studien testet potentielle Therapeutika enthalten sein (für ein Beispiel siehe ref. 25).
The authors have nothing to disclose.
This protocol follows any and all animal care and use guidelines and regulations set by IACUC at the University of Cincinnati. This work is funded by NIH/NINDS NS07722 and the Gardner Family Center for Parkinson’s Disease and Movement Disorders.
Cap'n Crunch | Quaker Oats | 3E+10 | |
Wooden Blocks | Lara’s Crafts | 10144 | |
Flavor Extracts | Kroger | Almond: 011110664716 | |
Anise: 011110615619 | |||
Banana: 011110669919 | |||
Coconut: 011110669889 | |||
Lemon: 011110669957 | |||
Orange: 0011110669964 | |||
Tissue Cartridges | Sigma-Aldrich | Z672122-500EA | Manufactured by Simport no: M490-2 |
Cotton Balls | Kroger | 1.1111E+10 | |
Mouse Cages | Ancare | 19 x 29 x 12.7 cm | |
Camcorder | Sony | HDR-HC9 | |
MiniDV Tapes | Sony DVC premium | 2.7243E+10 | 60 minute long play |