Exploração objeto romance como um ensaio de Potencial de ordem superior comportamentos repetitivos em Ratos

Summary

Higher order restricted, repetitive behaviors (RRBs) disrupt the lives of affected individuals. These behaviors are challenging to model in rodents, making basic biomedical research into potential treatments or interventions for RRBs difficult. Here we describe novel object exploration as a potential assay for higher order RRBs in mice.

Abstract

Restricted, repetitive behaviors (RRBs) are a core feature of autism spectrum disorder (ASD) and disrupt the lives of affected individuals. RRBs are commonly split into lower-order and higher-order components, with lower order RRBs consisting of motor stereotypies and higher order RRBs consisting of perseverative and sequencing behaviors. Higher order RRBs are challenging to model in mice. Current assays for RRBs in mice focus primarily on the lower order components, making basic biomedical research into potential treatments or interventions for higher-order RRBs difficult. Here we describe a new assay, novel object exploration. This assay uses a basic open-field arena with four novel objects placed around the perimeter. The test mouse is allowed to freely explore the arena and the order in which the mouse investigates the novel objects is recorded. From these data, patterned sequences of exploration can be identified, as can the most preferred object for each mouse. The representative data shared here and past results using the novel object exploration assay illustrate that inbred mouse strains do demonstrate different behavior in this assay and that strains with elevated lower order RRBs also show elevated patterned behavior. As such, the novel object exploration assay appears to possess good face validity for higher order RRBs in humans and may be a valuable assay for future studies investigating novel therapeutics for ASD.

Introduction

Transtorno do espectro do autismo (ASD) é um distúrbio neurológico que consiste em três sintomas principais: comprometimento social, dificuldade para se comunicar por meio da linguagem e comportamentos repetitivos estampados ^1. Desde 2000, o número de pessoas que foram diagnosticadas com ASD aumentou de 1 em 150 a 1 em 68 no espaço de dez anos ^2. Embora a prevalência da doença continua a aumentar, a causa da desordem não é ainda conhecido. Houve um aumento nos esforços para identificar modelos de mouse apropriados para o núcleo e os sintomas associados da ASD, como esses modelos poderiam levar a uma maior compreensão dos sintomas subjacentes e as causas da ASD. Existem várias estirpes puras de mouse que aparecem para exibir comportamentos com validade de face para os sintomas centrais da ASD, incluindo comportamentos repetitivos ^3.

Restritos, comportamentos repetitivos (RRBs) são um sintoma central de alguns transtornos psiquiátricos, como ASD.RRBs pode aumentar com a gravidade da desordem ^4, e pode perturbar drasticamente o estilo de vida dos indivíduos afectados. RRBs são normalmente colocados em duas categorias, de ordem inferior comportamentos repetitivos, que em humanos consistem em ações tais como balançar e mão-agitando; e de ordem superior comportamentos repetitivos, que consistem em estrita adesão a rotina e resistência à mudança ^5-8.

Lower ordem comportamentos repetitivos têm sido amplamente estudados em roedores onde eles se manifestam como estereotipias motor, que pode ser facilmente observados na criação de um laboratório ^9. Esses comportamentos parecem ter boa validade de face para RRBs em seres humanos, e potencialmente forte validade do construto bem ^10. Teste para a presença de RRBs ordem inferior pode ser concluída através de monitoramento de vídeo da atividade do rato para estudar as lutas ea duração desses estereotipias motoras ^11. ordem superior comportamentos repetitivos representar um desafio para re biomédica básicaprocurar utilizando roedores, uma vez que estes RRBs não são tão facilmente identificados através de simples observação. Devido à dificuldade em identificar esses comportamentos, menos ensaios estabelecidos para o comportamento repetitivo de ordem superior existem. Tradicionalmente, RRBs de ordem superior ter sido medidos em roedores utilizando um paradigma do labirinto em que o animal de teste está treinado para chegar a competência em escapar. A localização de escape é então ligado eo número de ensaios necessários para re-aprender a localização de fuga é registrada ^12. Estes ensaios não são ideais como eles exigem um período de treinamento longo, muitas vezes induzem ansiedade, e pode resultar em resultados altamente variáveis. A exploração do furo de bordo também tem sido utilizada para quantificar de ordem superior RRBs ^13,14. Esta abordagem não requer treinamentos prolongados, mas não contar com a motivação de alimentos e / ou discriminação olfativa. Os ensaios para RRBs de ordem superior que não são ansiogênica ou exigem treinamento seria um bom complemento para o repertório existente de Exploratio hole-board n e ensaios baseados em Maze atualmente em uso.

O C58 / J (C58) estirpe consanguínea rato exemplifica fortemente altos níveis de comportamento estereotipado associado com ASD, ou seja, repetitivos, estereotipias motoras sem propósito e os níveis elevados de auto-preparação ^3,11. Além disso, os camundongos C58 exibir RRBs através de altos níveis de dependência, de volta sacudindo e scrabbling ^11,14,16. Esta estirpe começa mostrando esses comportamentos no início do período neonatal e continua a exibi-los durante a vida adulta. Seria ideal para ser capaz de testar a presença de elevados de ordem mais elevada RRBs para complementar os de ordem mais baixa RRBs bem documentados presentes nesta estirpe, bem como outras estirpes de ratinho. O ensaio objeto de exploração romance aqui descrito proporciona a oportunidade para pesquisadores observar inferior ordem e RRBs de ordem superior em simultâneo, uma vez que dá a capacidade de medir comportamentos padronizados, bem como estereotipias motoras repetitivas.

e_content "> Utilizando nova exploração como objecto um ensaio para a de ordem superior comportamentos repetitivos foi desenvolvido por Pearson et ai. ^17. Esta nova avaliação é uma extensão do teste de campo aberto bem estabelecida ^18-21 com a adição de quatro novos objectos arena. os ratos foram deixados a investigar livremente estes desconhecidas objectos e o número e ordem das investigações objecto foi registado. as investigações de objecto foram então analisadas para a presença de padrões, com ratinhos BTBR apresentação de números elevados de investigações estampados entre os objectos. Utilizando este ensaio, os ratos podem exibir de ordem superior comportamentos repetitivos e padronizados, eliminando a necessidade de aprender comportamentos, bem como a remoção de estímulos desnecessários. exploração novela objeto induz RRBs de ordem superior, pois permite que os ratos para criar padrões e sequências de formulário através de sua exploração naturais . Utilizando este ensaio permite ao investigador quantificar a presença destes RRBs de ordem superior.

Pearson et ai. desenvolveu este ensaio e é usado para testar a presença de potenciais de ordem superior comportamentos repetitivos na estirpe de ratinhos consanguíneos BTBR, com resultados intrigantes ^17. Temos publicou recentemente um estudo follow-up olhar para os comportamentos do C58, C57BL / 6J (C57) e / NJ (FVB) estirpes FVB, bem como uma investigação mais detalhada para potenciais variáveis ​​de confusão presentes neste ensaio, e possível abordagens estatísticas para analisar os dados gerados ^22.

Protocol

O protocolo aqui descrito foi aprovado pelo Comitê de Cuidado e Uso Institucional Animal da Universidade de Redlands. Os ratinhos C58, C57, e FVB utilizados nestes estudos foram criados no biotério da Universidade de Redlands de estoque originalmente obtidos a partir do Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME). Sentinelas deste biotério foram rastreados a cada seis meses e verificou-se ser livre de patógenos. 1. Equipamentos e quarto configurar Nota: Foram utilizadas duas arenas diferentes para romance test…

Representative Results

Os dados representativos mostram que 22 C58 feminino / ratos J exibido um maior número de padrões seqüenciados do que as outras estirpes na arena redonda (Figura 2, painel A), mas não na arena rectangular (Figura 2, painel C). Nenhuma das três estirpes macho diferiam umas das outras (Figura 2, painéis B e D). Os dados representativos mostram que ambos os ratinhos C58 / J machos e fêmeas exibem uma preferência mais fort…

Discussion

Aqui, apresentamos um ensaio recentemente desenvolvido, que pode ser útil para quantificar comportamentos de ratos com validade de face de ordem superior comportamentos repetitivos em seres humanos. Ao contrário de ensaios mais estabelecidos, como a Barnes ou T-labirinto, este ensaio objeto de exploração romance não exige qualquer formação rato nem é particularmente provocam ansiedade. Além disso, o romance de exploração objeto não requer qualquer alimento ou estímulos sociais, permitindo maior foco sobre o…

Materials

Standard Polycarbonate Rodent Cage (45 x 24 x 20 cm)			Multiple cages are desirable to facilitate testing of multiple mice
Plastic Opaque Circular Testing Arena (41 cm base diameter)	United States Plastic Corp.	13931	Multiple arenas are desirable to facilitate testing of multiple mice
Standard Corn-Cob Rodent Bedding
Novel Object – red monkey	Hasbro, Pawtucket RI		from Barrel of Monkeys
Novel Object – rectangular 2×4 LEGO
Novel Object – tile	Thinkfun Inc., Alexandria VA		from Toot and Otto
Novel Object – standard white die
Video Camera
Behavioral Logging Software – The Observer	Noldus, Wageningen, The Netherlands		other programs may be used
Video Tracking Software – EthoVision	Noldus, Wageningen, The Netherlands		other programs may be used
X-Keys input keyboard	P.I. Engineering, Williamstown MI	829484
MacroWorks II	P.I. Engineering, Williamstown MI