Die Prüfung auf Geruch Diskriminierung und Habituation in Mice
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
Mäuse sind abhängig von Geruchssinn für die Navigation in neuen Umgebungen, die Suche nach Nahrung, zum Erkennen von anderen Personen und Sexualverhalten 1-3. Es ist wichtig, dass die Ermittler festzustellen, ob Versuchstieren eine funktionierende Geruchssinn vor der Verabreichung von Verhaltenstests, die Lebensmittel, die soziale Interaktion oder Gerüche bestimmt, um eine Antwort von der Maus zu entlocken einzubeziehen. Anosmie oder die Unfähigkeit, zwischen verschiedenen Gerüchen zu unterscheiden, könnte in falschen Positiven oder Negativen in einer Vielzahl von Verhaltensparadigmen führen, so einer Maus Fähigkeit zu erkennen und zu unterscheiden Gerüche sollte eingerichtet werden, bevor andere Arten von Verhaltenstests durchgeführt werden.
Das olfaktorische Gewöhnung / Dishabituation Test wurde zuerst in den 1980er Jahren 4 beschrieben. Der Test wurde für die Verwendung in Mäusen durch Drs angepasst. Mu Yang und Jacqueline Crawley 5. Dies ist eine einfache und kostengünstige Test, dass der Prüfer ESTA erlaubtblish, die eine Maus zu erkennen und zu unterscheiden zwischen Gerüchen. Neben der Prüfung Geruchssinn, dieser Test ermöglicht dem Ermittler, um die allgemeine Verhalten der Maus zu beobachten und sollten frühzeitig in einem Testschema durchgeführt werden. Qualitative Beobachtungen bezüglich der Maus die Fortbewegung, Anzeichen von Angst, das Aktivitätsniveau, und die Reaktion auf gesellschaftliche Gerüchen gegenüber Nahrungsmittelgerüche können neue Bereiche, in denen Tests durchgeführt werden konnte signalisieren.
In diesem Test, Wattestäbchen in verschiedene Gerüche getaucht werden einer Maus dreimal in einer Zeile dargestellt. Bei jedem wiederholten Präsentation eines Geruchs wird die Maus an den Wattestäbchen gewöhnen, verbringen weniger Zeit damit es mit jeder weiteren Präsentation. Wenn ein neuer Geruch präsentiert wird, tritt Entwöhnung und eine typische Maus wird mehr Zeit für die Untersuchung der Tupfer, was darauf hinweist, dass es zwischen den aktuellen und früheren Gerüche 5 unterscheiden. Dieser Test wird auf eine Maus zu einem Zeitpunkt verabreicht und umfasst eine 45 min nachlimation Periode, gefolgt von 45 Minuten der Prüfung.
Obwohl dieser Test ist einfach durchzuführen kann es verwendet werden, um anspruchsvolle Fragen über die Maus olfaktorischen Systems zu untersuchen. Weitere beliebte Tests des Geruchssinns, wie beispielsweise die Lebensmittel begraben Test, einfach stellen die Anwesenheit oder Abwesenheit von Anosmie. Allerdings ermöglicht der Geruchs Diskriminierung und Gewöhnungstest der Forscher, um festzustellen, dass eine Maus hat nicht nur die Fähigkeit, Gerüche zu erkennen, sondern können zwischen verschiedenen Gerüchen zu unterscheiden. Das Muster der Gewöhnung und Dishabituation verwendet wurde, um festzustellen, ob neue Mutanten können zwischen 6,7 Gerüchen zu unterscheiden. In einer überraschenden Studie Fadool und Kollegen verwendet komplexe Mischungen von Gerüchen, dass Mäuse mit Gen-Targeting Löschung der Kv1.3 Kanal zeigen, sind "Super smellers", die sehr ähnlich Gerüche besser als normale Mäuse 8 unterscheiden kann.
Bei der Prüfung eines neuen Knockout-Mausmodell es sinnvoll ist establish Gegenwart von normalem Verhalten für Grund sensorischen Aufgaben. Wenn früh in einem Testprozeduren durchgeführt, der Geruch von Diskriminierung und Gewöhnung Test gibt ein Ermittler die Möglichkeit, ungewöhnliche Verhaltensweisen zu beobachten. Diese Beobachtungen könnten falsch positive oder negative Ergebnisse in nachfolgenden Tests, zuzurechnen Eigenschaften des mutierten verwechseln sind zu vermeiden. Als Forscher weiterhin Sozialverhalten die Notwendigkeit, grundlegende Riechfunktion überprüfen untersuchen immer wichtiger. Neben der Prüfung Geruchssinn in Mutantenlinien kann dieser Test verwendet werden, um spezifische Fragen, wie beispielsweise, ob eine pharmakologische Behandlung Reaktion eines Tieres auf soziale Geruch Reize gezielt erhöht oder wenn ihre Reaktion erhöht sich auf alle Geruchsreize ansprechen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Die Ergebnisse in diesem Papier optimal sind für Mäuse. Die Mäuse zeigen eine starke Reaktion auf eine neuartige Geruchs, dann schnell zu gewöhnen. Einer der wichtigsten Schritte bei diesem Verfahren ist die Herstellung der Gerüche. Der Prüfer muss sehr vorsichtig sein, um die Gerüche voneinander zu isolieren, um eine Kontamination zu verhindern. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Präsentation der Wattestäbchen. Der Prüfer muss die beste Lage des Baumwollspitze zu beheben, so dass die Maus können Sie die S…
Disclosures
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).
