Saggi olfattive per modelli murini di malattia di Neurodegenerative
Summary
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.
Abstract
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.
Introduction
La disfunzione olfattiva è legata a una serie di malattie neurodegenerative tra cui il morbo di Parkinson (PD), il morbo di Alzheimer e il morbo di Huntington 1. Nel PD, menomazioni olfattive comprendono deficit di identificazione odore, la rilevazione e la discriminazione e si trovano in fino al 70-95% dei pazienti 2-5. Questi deficit possono precedere i sintomi motori cardinale di PD fino a 4 anni, indicando che la disfunzione olfattiva può segnalare prime fasi del PD 6-10. La comparsa precoce di deficit olfattivi nel PD ha portato ad un forte interesse per la disfunzione olfattiva ed i meccanismi sottostanti coinvolti. In studi preclinici nei roditori, la disfunzione olfattiva potrebbe essere una misura di esito sensibile per prevedere il potenziale terapeutico di nuove strategie terapeutiche.
Molti test sono stati progettati e ampiamente utilizzato per caratterizzare menomazioni sensomotorie in modelli di roditori di PD e di TESt il potenziale terapeutico di nuovi trattamenti 11-15. Anche se i deficit olfattivi sono ben documentati nel PD, la funzione olfattiva non è stata misurata di routine in molti modelli. Questo punto di vista sta cambiando anche se con la scoperta di forme genetiche del PD e la nozione più accettato che il PD è una malattia sistemica che colpisce più di una semplice funzione sensomotoria. Attualmente, ci sono numerosi studi in modelli genetici murini di PD e di altre malattie neurodegenerative che ora includono l'analisi del dell'olfatto nella caratterizzazione 16-24. Dato il crescente interesse della disfunzione olfattiva in patologie neurodegenerative, abbiamo cercato di montare una batteria di test olfattivi che possono essere utilizzati per caratterizzare nuovi modelli di neurodegenerazione e prova potenziali terapie modificanti la malattia in studi preclinici. Le prove descritte nel presente studio sono stati utilizzati sia la caratterizzazione e studi preclinici 18,25.
Le prove Highlighted in questo studio hanno dimostrato di essere sensibile nel rilevare la disfunzione olfattiva in un frequente utilizzato alfa-sinucleina modello murino sovraesprimenti della malattia di Parkinson 18. Essi comprendono il test sepolta pellet 26,27, una versione adattata del test blocco 23,24,28,29, e il test di assuefazione / Dishabituation 30. E 'importante notare che ci sono diversi adattamenti dei test descritti in questo studio che sono misure sensibili della funzione olfattiva nei topi, quelli evidenziati in questo studio sono i test di laboratorio ha più esperienza con e utilizzare routine.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ciascuno dei test descritti in questo studio misurano diversi aspetti della funzione olfattiva nei topi. Il test di pellet sepolta misura l'aspetto motivazione cibo di olfatto, testare la capacità di fame (cibo limitato, non cibo privati) topi per rilevare un pezzo appetibile di cereali zuccherati sepolto sotto biancheria da letto. Il test blocco misura più dell'aspetto sociale della funzione olfattiva, per valutare la capacità dei topi di discriminare tra loro profumo e quella di un conspecifici. Il test di assuefazione / Dishabituation valuta la capacità del mouse per discriminare tra odori familiari e innocui romanzo,. L'utilizzo di più test è importante nella caratterizzazione di un nuovo modello perché anomalie nei motivazione cibo o la paura potrebbero contribuire alle differenze osservate nei topi mutanti rispetto ai controlli. Ad esempio, se solo il test del blocco viene eseguito e diminuito sniffing del blocco che ha l'odore di un altro mouse è osservato, non è chiaro se vi sia un Olfactdeficit ory o una risposta di paura migliorato per la conspecifici che può portare a scanso di quel blocco. Quando più i test vengono eseguiti e deficit si osservano in tutti i test, si sostiene con forza l'interpretazione di impairment olfattiva. Tuttavia, se le differenze si osservano in un solo test, ma non gli altri, poi ci può essere una perdita olfattiva più sottile ma sarà indispensabile per escludere altre spiegazioni (ad esempio, una maggiore paura o motivazione cibo ridotto). Altri fattori importanti da tenere a mente durante la prova topi funzione olfattiva includono il ceppo di sfondo e il sesso dei topi. Diversi ceppi background genetico (cioè, C57BL / 6, DBA, ecc) possono avere effetti profondi sul comportamento del mouse quindi, si consiglia di adattare ogni protocollo in topi di tipo selvatico dello stesso fondo prima di eseguire l'intero esperimento. Si raccomanda inoltre che topi maschi e femmine essere provati separatamente gli uni dagli altri, perché il sistema olfattivo maschile è altamente sensibile alle femmine in estro e la rilevazione olfattiva di una femmina in estro potrebbe interferire con le prestazioni in tutti e tre i test.
Alcuni passi sono assolutamente fondamentale da seguire durante la prova dell'olfatto nei topi. E 'importante essere consapevoli degli odori sperimentatore sta introducendo agli animali. Indossare i guanti per le procedure è richiesta cambio essenziale e frequente dei guanti tra gli animali. E 'sempre una buona pratica per lo sperimentatore di non indossare colonia o profumo nei giorni di test olfatto. Mentre alcune parti del procedimento sono inflessibili, ci sono altre parti che possono essere modificati e adattati senza ridurre la validità o la sensibilità del test. Ad esempio, il numero di prove assuefazione può essere aumentata o diminuita a seconda del ceppo di topi in prova e in quanto tempo si abituano agli stimoli. La principale limitazione di questi test è che sono tutti guidati da una qualche forma di motivazione, sia esso cibo o sociale, rendendodifficile escludere completamente anomalie in motivazione come una spiegazione quando una risposta alterata osservato. Questo può essere minimizzato analizzando parametri aggiuntivi, come l'attività durante il test e il tempo di avvicinarsi stimoli.
Una volta masterizzato, le prove possono essere facilmente utilizzati per esaminare il fenotipo di modelli nuovi murini di malattie neurodegenerative. Inoltre, i test che hanno la più alta potenza possono essere incluse in studi preclinici test potenziali terapie (per esempio vedi rif. 25).
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
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.
Materials
| 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 |
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