간단하고 컴퓨터 지원 마우스에 대한 후각 테스트를
Summary
We present a simple and unbiased olfactory test in mice. With this protocol olfactory discrimination, preference, avoidance and sensitivity to a novel odor as compared to water can be assessed in single behavioral sessions. This method is indicated for a single experimenter and analysis is based on computer-assisted video processing.
Abstract
후각은 매우 종 가운데 보존하고 재생과 생존을 위해 필요합니다.
인간에서, 후각은 노화의 영향을받는 감각 중 하나이며, 신경 퇴행성 질환의 강력한 예측 인자이다. 따라서, 후각 테스트 초기 신경 학적 결손을 검출하는 비 침습적 진단 방법으로 사용된다. 후각 네트워크 감수성 근본적인 메커니즘을 이해하기 위하여, 설치류에서 후각 연구는 지난 10 년간 추진력을 얻고있다.
여기서는 사전 식품이나 물 제한없이 마우스에서 타고난 악취 지각 감도의 매우 간단한 시간 효율적이고 재현 후각 테스트 방법을 제시한다. 시험은 마우스에 익숙한 환경에서 수행되는, 냄새와 취기 노출의 2 분의 세션 만이 필요합니다. 분석에 ImageJ에 컴퓨터 보조 명령을 사용하여, 사후를 수행하기 때문에, 될 수있는한 연구원에 의해 처음부터 끝까지 수행.
이 프로토콜은 특별한 하드웨어 또는 설치를 필요로하지 않으며, 후각 인식과 감도를 테스트에 관심이있는 실험실에 대해 표시됩니다.
Introduction
후각은 포유 동물에서 가장 선진국과 중요한 감각 기능 중 하나입니다. 후각 활동의 손상 차손은 최악의 경우 음식 섭취, 사회적 행동하고, 심지어 생존에 영향을 미칠 수 있습니다. 인간으로, 후각 저하가 1 의존 나이이고 신경 장애 2의 강력한 예측 인자로 간주됩니다 – 6. 펜실베니아 대학에 의해 개발 된 후각 식별 검사는 현재 초기 신경 학적 결손 7을 평가하고 높은 확률로 치매 8,9의 진행을 예측할 수있는 가장, 사용되는 비 침습적 및 정량화, 진단 테스트 중 하나를 나타냅니다.
후각 시스템 및 설치류에서 후각의 굴지의 접근성, 기전 후각 기능 (10)를 다루는 연구의 강렬한 선을 촉발했다. 우리는 이전에 신호 RECEPT의 기능의 손실을 보여 주었다또는 Notch1은 후각 회피 (11)에 영향을 미친다. 이 프로토콜에서 우리는 후각 성능을 연구하는 신경 세포 나 교세포에서 신호 리간드, Jagged1 결핍 된 마우스를 사용합니다.
타고난 후각은 인식과 같은 세 개의 매개 변수, 냄새와 후각 민감도 4 사이의 차별에 의해 정의된다. 설치류 후각 테스트는 다양한 방식으로 수행 될 수 있으며, 일부 행동 연구는 특정 증기 농도 및 정확한 시간 프레임 (12)에 동물에게 냄새를 제공 olfactometers, 사용하게 – 14. 그럼에도 불구하고,이 장비는 고가이고 만 전문 시설에서 사용할 수 있습니다. 우리의 연구에서, 우리는 휘발성 향기를 이용하여 수행되고, 간단한 빠르고 재현성 후각 시험 프로토콜을 제공한다. 테스트는 유인 또는 기피 냄새를 측정 인식을 설명하고 향기와 물 11,15,16 사이의 차별을 평가한다. 와트, 동일한 설정을 사용하여E는 다양한 농도 (16, 17)에서의 냄새에 대한 민감도를 측정 할 수있다. 페이지 및 동료 (18)의 작품에서 영감을 사후 컴퓨터를 이용한 영상 처리, 실험 맹검 전체 실험을 수행 할 수있는 한 사람을 허용 할 필요없이 공정한 결과를 제공합니다.
이 프로토콜은 마우스에서 후각 거동을 연구하기위한 시작점을 제공하기위한 것이다.
Protocol
Representative Results
Discussion
냄새에 대한 인식, 냄새에 물과 감도 대 냄새 사이의 차별이 프로토콜에서 제안 된 테스트는 마우스의 타고난 후각 행동의 다양한 측면을 평가 할 수 있습니다. 이 프로토콜은 이전에 15을 도시 선호도 및 회피 스케일에 따라서 임의의 냄새에 적용될 수있다. 프로토콜 탐색 활동을 기반으로하고 있기 때문에 그것은 마우스가 움직임에 영향을주는 후각 탐사 방해 할 수있는 임의의 모터 또?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work is funded by the Swiss National Foundation (31_138429) and Synapsis Foundation for the support of research on Alzheimer’s disease.
Materials
| Mouse cage | Italplast (Italy) | 1144B | 36 cm length x 20.5 cm width x 13.5 cm height |
| Chipped wood bedding | Abedd (Austria) | LTE E-001 | 3 cm high |
| Peanut butter | Migros (Swizterland) | NA | 1:10 |
| 2-Methylbutyric | Sigma Aldrich (Switzerland) | W269514 | Pure |
| Female Urine from fertile females of same mouse strain | NA | NA | Dilution series |
| Camera | Olympus (US) | Camedia C-8080 | MOV files |
| Quicktime for Java (Windows) | Apple (USA) | NA | video plugin for visualizing MOV files |
| Image J for Windows | NIH (USA) | NA | Video Processing/Analysis |
References
- Doty, R. L., Kamath, V. The influences of age on olfaction: a review. Cognitive Science. 5, 20 (2014).
- Mesholam, R. I., Moberg, P. J., Mahr, R. N., Doty, R. L. Olfaction in neurodegenerative disease: a meta-analysis of olfactory functioning in Alzheimer’s and Parkinson’s diseases. Archives of Neurology. 55 (1), 84-90 (1998).
- Moberg, P. J., et al. Olfactory Dysfunction in Schizophrenia: A Qualitative and Quantitative Review. Neuropsychopharmacology. 21 (3), 325-340 (1999).
- Kovács, T. Mechanisms of olfactory dysfunction in aging and neurodegenerative disorders. Ageing Research Reviews. 3 (2), 215-232 (2004).
- Barrios, F. A., et al. Olfaction and neurodegeneration in HD. Neuroreport. 18 (1), 73-76 (2007).
- Doty, R. L. Olfaction in Parkinson’s disease and related disorders. Neurobiology of Disease. 46 (3), 527-552 (2012).
- Doty, R. L., Shaman, P., Dann, M. Development of the University of Pennsylvania Smell Identification Test: a standardized microencapsulated test of olfactory function. Physiology & Behavior. 32 (3), 489-502 (1984).
- Devanand, D. p., et al. Olfactory Deficits in Patients With Mild Cognitive Impairment Predict Alzheimer’s Disease at Follow-Up. American Journal of Psychiatry. 157 (9), 1399-1405 (2000).
- Conti, M. Z., et al. Odor Identification Deficit Predicts Clinical Conversion from Mild Cognitive Impairment to Dementia Due to Alzheimer’s Disease. Archives of Clinical Neuropsychology. 28 (5), 391-399 (2013).
- Keller, A., Vosshall, L. B. Better Smelling Through Genetics: Mammalian Odor Perception. Current opinion in neurobiology. 18 (4), 364-369 (2008).
- Brai, E., et al. Notch1 activity in the olfactory bulb is odour-dependent and contributes to olfactory behaviour. European Journal of Neuroscience. 40 (10), 3436-3449 (2014).
- Larson, J., Hoffman, J. S., Guidotti, A., Costa, E. Olfactory discrimination learning deficit in heterozygous reeler mice. Brain Research. 971 (1), 40-46 (2003).
- Alonso, M., et al. Olfactory Discrimination Learning Increases the Survival of Adult-Born Neurons in the Olfactory Bulb. The Journal of Neuroscience. 26 (41), 10508-10513 (2006).
- Wesson, D. W., Keller, M., Douhard, Q., Baum, M. J., Bakker, J. Enhanced urinary odor discrimination in female aromatase knockout (ArKO) mice. Hormones and behavior. 49 (5), 580-586 (2006).
- Kobayakawa, K., et al. Innate versus learned odour processing in the mouse olfactory bulb. Nature. 450 (7169), 503-508 (2007).
- Witt, R. M., Galligan, M. R., Despinoy, J., Segal, R. Olfactory Behavioral Testing in the Adult Mouse. Journal of Visualized Experiments JoVE. (23), (2009).
- Lee, A. W., Emsley, J. G., Brown, R. E., Hagg, T. Marked differences in olfactory sensitivity and apparent speed of forebrain neuroblast migration in three inbred strains of mice. Neurosciences. 118 (1), 263-270 (2003).
- Page, D. T., et al. Computerized assessment of social approach behavior in mouse. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 3, 48 (2009).
- Nyfeler, Y., et al. Jagged1 signals in the postnatal subventricular zone are required for neural stem cell self-renewal. Embo J. 24 (19), 3504-3515 (2005).
- Tong, M. T., Peace, S. T., Cleland, T. A. Properties and mechanisms of olfactory learning and memory. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 8, (2014).
- Corthell, J., Stathopoulos, A., Watson, C., Bertram, R., Trombley, P. Olfactory Bulb Monoamine Concentrations Vary with Time of Day. Neurosciences. 247, 234-241 (2013).
- Lehmkuhl, A. M., Dirr, E. R., Fleming, S. M. Olfactory assays for mouse models of neurodegenerative disease. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (90), e51804 (2014).
