Evaluación de la transmisión Social de comportamientos de preferencias de alimentos
Summary
Se presenta un protocolo para la investigación de la transmisión social de preferencia del alimento en los ratones. Las ventajas y posibles aplicaciones para este procedimiento, por ejemplo, en la detección de cambios tempranos en modelos de ratón de AD, se destacan. Para concluir, se discuten la interpretación de los resultados a la luz detalles críticos.
Abstract
Déficits de reconocimiento olfativo se sugieren para ser capaces de servir como marcador clínico para diferenciar la enfermedad de Alzheimer (AD) sujetos de los grupos de envejecimiento saludable. Por ejemplo, puede presentar disfunción olfativa en AD como deterioro en el reconocimiento olfativo, surgiendo durante las primeras etapas de la enfermedad y el empeoramiento mientras que progresa la enfermedad. La transmisión social de la tarea de preferencias (STFP) de alimentos se basa en una forma rudimentaria de comunicación entre roedores sobre alimentos distantes dependientes de la transmisión de señales olfativas. Ratones de tipo salvaje sanas preferiría comer una novela, sabor a alimentos que previamente se localiza por una coespecíficos, y esta preferencia del alimento sería obstaculizada en ratones transgénicos de anuncio, como el modelo APP/PS1. De hecho, se encontró una fuerte preferencia por los alimentos contado en ratones C57Bl6/J de 3 meses de edad, y esto fue reducido en ratones transgénicos de APP/PS1 3 meses de edad. En Resumen, STFP tarea podría ser una medida poderosa para integrarse en los presentes ensayos de detección subclínica de AD.
Introduction
Déficits de reconocimiento olfativo se proponen servir como marcador clínico para diferenciar a enfermedad de Alzheimer (EA) temas de envejecimiento normal grupos1,2,3,4. Una gama de desordenes neuropsiquiátricos se caracterizan por alteraciones en el reconocimiento olfativo y memoria, incluyendo AD y Parkinson5,6. Se han establecido varios protocolos y pruebas de comportamiento para evaluar reconocimiento olfativo y la discriminación en animales modelos7. Como tal, investigación traslacional, usando modelos animales apropiados y validados y pruebas de memoria olfativa puede avanzar mejor diagnóstico y tratamiento de enfermedades neurodegenerativas. Por lo tanto, la transmisión social de la prueba del alimento de preferencia (STFP) que fue originalmente inventado en la década de los 808 fue adaptada. En esta tarea, los animales son evaluados en su capacidad innata para aprender sobre la seguridad alimentaria de sus conespecíficos. Subyacentes de la decisión de rechazo de la selección, procesos involucran la evaluación de las características sensoriales de los alimentos y un animal debe ser capaces de revisión e ingrato características diferentes (es decir., sabor y olor).
La prueba STFP consiste en un fenómeno bastante simple: después de la interacción del roedor ingenuo ‘observador’ con un ‘manifestante’ que anteriormente consumían un alimento, el observador normalmente muestra una mayor preferencia por este alimento8,9 , 10. analizar las condiciones necesarias en esta preferencia, demostró el tema directo – exposición de demostrador (comido o el polvo con un alimento) es suficiente para aumentar la preferencia del observador. Sin embargo, puramente que huele ni una comida no son suficientes para inducir este tipo de preferencia11,12.
El protocolo STFP consta de cuatro pasos durante cinco días. El primer paso consiste en aumentar la motivación de los animales para hacerlos comer un nuevo alimento. Para ello, los roedores se ponen en un horario de 23 h, privación de alimentos, recepción regular chow de 1 h/día durante dos días consecutivos. En el segundo paso, la fase de cebado, cada manifestante se proporciona para 1 h con alimentos que contienen un sabor nuevo (chow mezclado con cacao o canela en los experimentos originales). En el tercer paso, la fase de interacción social, cada manifestante se coloca en la jaula de un roedor de observador del tema durante 30 minutos. En el cuarto paso, 24 h después de la interacción social, cada tema se ofrece la opción de ambas dietas con sabor. Se evalúan la ingesta del observador de ambos alimentos y porcentajes de preferencia de ambas dietas comidas por el tema.
Se muestran las lesiones neurotóxicas selectivas del hipocampo subiculum a perjudicar el desempeño en esta tarea13. Además, las mutaciones que afectan la función hippocampal en ratones se han divulgado para evitar alimentos preferencias14,15,16,17. Lo importante, rendimiento STFP no exclusivamente depende de funcionamiento hipocampal. Se informó de varias manipulaciones farmacológicas, genéticas y estudios de lesión que otras estructuras del cerebro al lado del hipocampo pueden desempeñar un papel en la mediación de diferentes aspectos de la memoria y el aprendizaje de elección socialmente inducida por dieta. Por ejemplo, las neuronas colinérgicas de la extremidad medial del tabique/vertical de la diagonal banda o núcleo basalis magnocellularis/sustancia innominada se sugieren que posee diferentes funciones para adquirir y recuperar la memoria social no espacial de olfativo señales18. Además, la corteza orbitofrontal se ha implicado en el aprendizaje guiado por el olor y agotamiento colinérgico del neocórtex todo dio lugar a déficits STFP, indicando que estas regiones del cerebro son esenciales para este tipo de aprendizaje asociativo19.
Posibles factores de confusión se evitan lo más posible, como separarse de los olores o arrastre de los alimentos fuera de las tazas. Un paso adicional de habituación para el aparato y una prueba adicional antes de que la tarea STFP fueron agregados, para evaluar si los roedores pueden oler realmente y están dispuestos a comer nuevos alimentos, la galleta enterrada prueba20. Además, al incluir el seguimiento de vídeo automatizado, el tiempo empleado en explorar tanto el manifestante durante la interacción social, así como el alimento durante la fase de prueba también se podía medir. La exploración de la ruta de acceso para cada tema es grabada con una cámara conectada a una computadora equipada de software de seguimiento video. Como tal, se pueden calcular diferentes aspectos del rendimiento de la exploración, como el tiempo en cada zona y el número de visitas de la zona. Esto da información más detallada sobre la actividad de los animales durante la fase de prueba, además de la cantidad de alimentos consumidos en el protocolo original de STFP.
En experimentos anteriores con un modelo de ratón de AD, el modelo de tu Tau22, se encontró que podría recogerse deterioro en esta memoria STFP desde la edad de 9-10 meses, y estos Co ocurrieron con déficits en hipocampo patología tau y la plasticidad sináptica en la hipocampo16. Puesto que la patología del tau se produce retraso en la progresión de la enfermedad, según la hipótesis de la cascada amiloide después de la disposición de placas amyloidal21, fue presumido que los déficits STFP podrían detectar a una edad más temprana en ratones transgénicos amiloides. Por lo tanto, se aplicó la prueba STFP en 3 meses APP/PS1 ratones22, el más común utiliza el modelo del anuncio. Este tipo de elección de alimentos socialmente inducida de hecho fue encontrado para ser deteriorada en los ratones APP/PS1. Es importante que estos ratones, por lo menos a esta edad, estaban carente de deficiencias generales exploración olfativa, aparato locomotor o social. Para concluir, la disfunción olfativa reconocimiento podría ser un importante método de detección temprana de AD en humanos y ratones tanto. Esta proyección confiable, barata y fácil para AD temprana podría ser útil para la investigación terapéutica. Si podríamos pantalla para temprano anuncio más eficaz, podríamos interferir en el proceso de la enfermedad.
Protocol
Representative Results
Discussion
Un repertorio de comportamiento animal puede ser rastreado ampliamente a cuatro razones básicas, localizar agua y alimentos, evitar depredadores, socialmente interactuando y reproducir. Implementación de un patrón de comportamiento producidas por un individuo de un grupo social que promueve directamente la adopción y exposición por otro es acuñado transmisión social24. Este tipo de comportamiento profundamente puede afectar la ecología de una especie debido a comportamiento iniciada por (a…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Investigación apoyada por beca postdoctoral FWO a AVdJ. Los autores desean agradecer a Leen Van Aerschot y Ilse Bloemen por su soporte técnico.
Materials
| 3-chamber apparatus | custom made | 19 x 45 cm, height 30 cm | |
| wire cages to hold mouse | custom made | diameter of 12 cm, height 10 cm | |
| ramp to hold food cup | custom made | 10 x 10 cm, height 7 cm | |
| food cups | sunlessbody via ebay | http://www.ebay.com.au/itm/Plastic-Sample-Jars-Pots-Cups-Containers-with-Hinged-Lid-x-200-Small-25ml-/251708415240 | diameter of 3.8 cm, height 3.2 cm |
| lux meter | Volcraft | BL-10 L 0 – 40000 lx | |
| paprika herb | Delhaize | ID:716703 | Gemalen paprika,| 40 g |
| celery herb | Delhaize | ID:716301 | Selderzout, 57 g |
| vide-tracking software | Ethovision (Noldus) | http://www.noldus.com/animal-behavior-research/products/ethovision-xt | |
| ANYmaze (Stoelting) | https://www.stoeltingco.com/any-maze-video-tracking-software-1218.html |
References
- Nordin, S., Murphy, C. Odor memory in normal aging and Alzheimer’s disease. Ann Ny Acad Sci. 855, 686-693 (1998).
- Devanand, D. P., et al. Olfactory deficits in patients with mild cognitive impairment predict Alzheimer’s disease at follow-up. Am J Psychiat. 157 (9), 1399-1405 (2000).
- Peters, J. M., Hummel, T., Kratzsch, T., Lötsch, J., Skarke, C., Frölich, L. Olfactory function in mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease: an investigation using psychophysical and electrophysiological techniques. Am J Psychiat. 160 (11), 1995-2002 (2003).
- Bahar-Fuchs, A., Moss, S., Rowe, C., Savage, G. Awareness of olfactory deficits in healthy aging, amnestic mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease. Int Psychogeriatr. 23 (7), 1097-1106 (2011).
- Serby, M., Larson, P., Kalkstein, D. The nature and course of olfactory deficits in Alzheimer’s disease. Am J Psychiat. 148 (3), 357-360 (1991).
- Hidalgo, J., Chopard, G., Galmiche, J., Jacquot, L., Brand, G. Just noticeable difference in olfaction: discriminative tool between healthy elderly andpatients with cognitive disorders associated with dementia. Rhinology. 49 (5), 513-518 (2011).
- Sánchez-Andrade, G., James, B. M., Kendrick, K. M. Neural encoding of olfactory recognition memory. J Reprod Develop. 51 (5), 547-558 (2005).
- Galef, B. G., Wigmore, S. W. Transfer of information concerning distant foods: A laboratory investigation of the ‘information-centre’ hypothesis. Anim Behav. 31, 748-758 (1983).
- Galef, B. G. Social interaction modifies learned aversions, sodium appetite, and both palatability and handling-time induced dietary preference in rats (Rattus norvegicus). J Comp Psychol. 100 (4), 432-439 (1986).
- Galef, B. G., Kennett, D. J., Stein, M. Demonstrator influence on observer diet preference: Effects of simple exposure and the presence of a demonstrator. Anim Learn Behav. 13, 25-30 (1985).
- Galef, B. G., Kennett, D. J. Different mechanisms for social transmission of diet preference in rat pups of different ages. Dev Psychobiol. 20 (2), 209-215 (1987).
- Galef, B. G. Enduring social enhancement of rats’ preferences for the palatable and the piquant. Appetite. 13, 81-92 (1989).
- Bunsey, M., Eichenbaum, H. Selective damage to the hippocampal region blocks long-term retention of a natural and nonspatial stimulus-stimulus association. Hippocampus. 5 (6), 546-556 (1995).
- Mayeux-Portas, V., File, S. E., Stewart, C. L., Morris, R. J. Mice lacking the cell adhesion molecule Thy-1 fail to use socially transmitted cues to direct their choice of food. Curr Biol. 10 (2), 68-75 (2000).
- McFarlane, H. G., Kusek, G. K., Yang, M., Phoenix, J. L., Bolivar, V. J., Crawley, J. N. Autism-like behavioral phenotypes in BTBR T+tf/J mice. Genes Brain Behav. 7 (2), 152-163 (2008).
- Van der Jeugd, A., et al. Hippocampal tauopathy in tau transgenic mice coincides with impaired hippocampus-dependent learning and memory, and attenuated late-phase long-term depression of synaptic transmission. Neurobiol Learn Mem. 95 (3), 296-304 (2011).
- Koss, D. J., et al. Mutant Tau knock-in mice display frontotemporal dementia relevant behaviour and histopathology. Neurobiol Dis. 91, 105-123 (2016).
- Vale-Martínez, A., Baxter, M. G., Eichenbaum, H. Selective lesions of basal forebrain cholinergic neurons produce anterograde and retrograde deficits in a social transmission of food preference task in rats. Eur J Neurosci. 16 (6), 983-998 (2002).
- Ross, R. S., McGaughy, J., Eichenbaum, H. Acetylcholine in the orbitofrontal cortex is necessary for the acquisition of a socially transmittedfood preference. Learn Memory. 12 (3), 302-306 (2005).
- Mu, Y., Crawley, J. N. Simple Behavioral Assessment of Mouse Olfaction. Curr Protoc Neurosci. 8, 24-34 (2009).
- Hardy, J. A., Higgins, G. A. Alzheimer’s disease: the amyloid cascade hypothesis. Science. 256 (5054), 184-185 (1992).
- Radde, R., et al. ABeta42 driven cerebral amyloidosis in transgenic mice reveals early and robust pathology. EMBO Rep. 7 (9), 940-946 (2006).
- Nadler, J. J., et al. Automated apparatus for quantification of social behaviors in mice. Genes Brain Behav. 3 (5), 303-314 (2004).
- Galef, B. G. Imitation in animals: history, definition, and interpretation of data from the psychological laboratory. Social learning: psychological and biological perspectives. , (1988).
- Pulliam, H. R., Melgren, R. On the theory of gene-culture co-evolution in a variable environment. Animal cognition and behavior. , 427-443 (1983).
- Wrenn, C. C., Harris, A. P., Saavedra, M. C., Crawley, J. N. Social transmission of food preference in mice: Methodology and application to galanin-overexpressing transgenic mice. Behav Neurosci. 117 (1), 21-31 (2003).
- Singh, A., Kumar, S., Singh, V. P., Das, A., Balaji, J. Flavor Dependent Retention of Remote Food Preference Memory. Front Behav Neurosci. 2 (11), 7-17 (2017).
- Kazdoba, T. M., Leach, P. T., Crawley, J. N. Behavioral phenotypes of genetic mouse models of autism. Genes Brain Behav. 15 (1), 7-26 (2006).
- Riedel, G., Kang, S. H., Choi, D. Y., Platt, B. Scopolamine-induced deficits in social memory in mice: reversal by donepezil. Behav Brain Res. 204 (1), 217-225 (2009).
- Naert, A., et al. Behavioural alterations relevant to developmental brain disorders in mice with neonatallyinduced ventral hippocampal lesions. Brain Res Bull. 94, 71-81 (2013).
