Eenvoudig en Computer-assisted Olfactorische testen voor Muizen
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
Reukzin is sterk geconserveerd tussen soorten en is vereist voor de reproductie en overleving.
Bij mensen reukzin is één van de betekenissen die is aangetast door veroudering en is een sterke voorspeller van neurodegeneratieve ziekten. Aldus wordt reukzin testen gebruikt als een niet-invasieve diagnostische methode van neurologische tekorten vroeg detecteren. Om de mechanismen die ten grondslag liggen aan olfactorische netwerk gevoeligheid te begrijpen, heeft olfactorische onderzoek in knaagdieren momentum opgedaan in het afgelopen decennium.
Hier is een zeer eenvoudige, efficiënte en reproduceerbare tijd olfactorische testmethode van aangeboren geurwaarneming en gevoeligheid in muizen presenteren we zonder of vooraf voedsel of water beperking. De tests worden uitgevoerd in een vertrouwde omgeving aan de muizen, vereisen slechts de geuren en 2 min sessie geurstof blootstelling. De analyse wordt uitgevoerd, post-hoc computergestuurd ondersteunde commando's ImageJ en kan derhalve, Van begin tot eind uitgevoerd door een onderzoeker.
Dit protocol vereist geen speciale hardware of configuratie nodig en is geïndiceerd voor elk laboratorium geïnteresseerd zijn in het testen van olfactorische perceptie en gevoeligheid.
Introduction
Reukzin is een van de meest ontwikkelde en belangrijke zintuigen bij zoogdieren. Elke impairment in olfactorische activiteit kan beïnvloeden voedselinname, sociaal gedrag en, in het ergste geval, zelfs overleven. Bij mensen olfactorische verslechtering leeftijdsafhankelijk 1 en als een sterke voorspeller van neurologische aandoeningen 2-6. De olfactorische identificatie-test ontwikkeld door de Universiteit van Pennsylvania vertegenwoordigt momenteel een van de meest gebruikte, niet-invasieve en kwantificeerbaar, diagnostische tests die vroege neurologische tekorten 7 kunnen beoordelen en te voorspellen met een hoge kans op de progressie van dementie 8,9.
De toegankelijkheid van het olfactorische systeem en de bekendheid van de reukzin bij knaagdieren, heeft een intense lijn van onderzoek aanpakken van de onderliggende mechanismen die olfactorische functies 10 aangewakkerd. We hebben eerder aangetoond dat het verlies van functie van de signalering receptof Notch1 beïnvloedt olfactorische vermijden 11. In dit protocol gebruiken we muizen ontbreekt de signalering ligand, Jagged1, in neuronen of glia om olfactorische prestaties te bestuderen.
Innate reukzin wordt gedefinieerd door drie parameters als waarneming, discriminatie tussen geuren en olfactorische gevoeligheid 4. Olfactorische testen bij knaagdieren kan op verschillende manieren en dragstherapie onderzoeken maken gebruik van olfactometers, waarvan de geur aan het dier verschaffen van een specifiek dampconcentraties en een nauwkeurig tijdschema 12-14. Toch is dit instrumentatie is duur en zijn mogelijk alleen beschikbaar in gespecialiseerde faciliteiten. In ons werk, bieden wij een eenvoudige, snelle en reproduceerbare olfactorische testprotocol, dat wordt uitgevoerd met behulp van vluchtige geuren. De tests beschreven maatregel perceptie van een lokstof of een afstotende geur en de discriminatie tussen de geur en water 11,15,16 evalueren. Met dezelfde setup, we kan de gevoeligheid voor een geur bij verschillende concentraties 16,17 meten. De post-hoc-computerondersteunde videoverwerking, geïnspireerd door het werk van de pagina en collega's 18, biedt resultaten zonder de noodzaak van het experimentele verblinding en de mogelijkheid van een persoon om het hele experiment uit te voeren.
Dit protocol is bedoeld als uitgangspunt voor het bestuderen olfactorische gedrag bij muizen.
Protocol
Representative Results
Discussion
De in dit protocol voorgesteld testen toelaten om verschillende aspecten van aangeboren olfactorische gedrag bij muizen te evalueren: perceptie te geuren, discriminatie tussen geuren versus water en gevoeligheid voor geuren. Dit protocol kan worden toegepast op elke geur dat naar keuze en voorkoming schaal eerder aangetoond 15. Aangezien het protocol is gebaseerd op experimentele activiteit is het belangrijk dat muizen geen motorische beschadiging of angst, die hun beweging kunnen beïnvloeden en verstoren ol…
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).
