雄マウスの性行動評価
Summary
この記事では、雄のマウスで性的行動テストを実行する方法について説明します。
Abstract
性的行動は種に特有の高いものです。げっ歯類は性的行動がわずかに異なりますが、マウスとラットは同様の性的行動パターンを持っています。この記事の目的は、ホルモン誘発性のエロスオバリーク化雌モデルと雄マウスの性行動評価のための実験的手順を説明することです。最も重要な性的行動要素は、ビデオとイラストで示されています。性的行動テストの重要なステップ、利点、および制限についても説明します。最後に、挙動パラメータが提示され、嵌合における取り付け、イントロミッション、射精プロセスが区別されます。動作パラメータは、テスト期間中に発生した期間とカウントの観点から評価されます。
Introduction
成熟した雄マウスにおける性的行動は、異なる脳回路における一連の関連および相互依存性ホルモン系および神経系の相互作用から生じる1.また、開発経験、学習、コンテキスト、適切なパートナーも必要です。行動分析は神経または神経分泌機能に関する重要な反映である。したがって、動物モデルに関する性行動研究は、行動神経科学および他の関連研究2において広く使用されている。げっ歯類の性的行動のエチオグラムは、多くの記事や本1、3、4で説明されています。例えば、ScahsとBarfieldのラット5における性的行動の記述は、マウス5の同様の行動パターンを理解するのに役立ちました。マウスは行動研究で最も一般的に使用される対象の1つである。Hullら 6は、男性のマウスの性的行動の詳細な導入を与えた:男性のマウスが女性に遭遇すると、それは女性の無先天性領域を調査し始める。その後、男性は前足を女性の脇腹に押し付けて、後ろからメスを取り付ける。女性は特徴的な性的受容姿勢を示し、背骨を弓に曲げ、尾を体の片側に移動させ、男性の性的浸透(すなわち、ロルドシス)の開口部を露呈する。取り付けに続いて、男性は急速で浅い骨盤推力を作り、続いてゆっくりと深い膣推力を行う。多数のイントロミッションの後、長持ちする推力は精液の射精をもたらし、その間にオスのマウスはメス6を降ろしたり脱落したりする前に約25分間凍結する可能性がある。射精時にオスマウスの付属腺は、交付プラグを形成するために硬化する精液を含む混合物を生成し得る。最後に、射精後、男性は生殖器のグルーミングを開始し、女性への関心の欠如を表示します。簡単に言えば、男性の性的行動の基本的なシーケンスは、スニッフィング、続く、取り付け、内挿、射精、射精後のグルーミングで構成されています。マウスの性的行動は、緊張の違いを示す。たとえば、射精の遅延は 594 ~ 6943 秒で、イントロミッションの数は 5 ~ 100 を超えます。射精後の遅延は17〜60分の範囲です。しかし、新しい女性の導入は、この時間間隔を減少させることができます。いくつかのケースでは、男性は新しい女性7との最初の内挿で射精します。
性的行動の評価のための主要なイベントは、マウント、イントロミッション、および射精です。行動科学者は、各アクションの頻度だけでなく、その待ち時間と時間間隔5、8の測定を推奨しています。過去の研究におけるいくつかの主要な測定指標には、マウント数、イントロミッション数、マウント遅延、イントロミッション遅延、射精遅延、射精後のマウント遅延(または射精後間隔)、射精後のイントロミッション遅延、交付系列の数、および交付シリーズの持続時間が含まれます。Park et al.8および Sachs ら5では、げっ歯類の取り付け、内挿、射精の各作用を特定する方法について説明しました。取り付けは、男性が後部から女性を取り付け、前足で彼女の脇腹を触らせ、陰茎を挿入することなくペニスを迅速かつ繰り返し突き刺す男性と定義されます。陰茎挿入とも呼ばれる内挿は、急速な浅い推力の後の長く深い推力、1つの後ろ足を持つ急速なキック、および女性からの男性の顕著な横引きの行為の1つ以上によって識別される。射精は、内挿および後脚の標高の減少よりも遅く、深い末端骨盤推力によって識別される。交付シリーズは、取り付けから射精までの各シーケンスによって識別されます。本研究で使用される行動パラメータの定義は次のようにリストされています: 1)取り付け遅延:女性の導入から男性の最初の取り付けまでの時間;2)イントロミッション遅延:女性の導入から最初のイントロミッションまでの時間。3)射精遅延:最初の射精までの時間(一般的に最後の骨盤推力に従う);4)射精後のマウント遅延:射精から次のマウントまでの時間。5)射精後の開始の遅延:射精からの時間と次の開始6)マウント数:最初の射精前の取り付け回数。7)イントロミッションの数:最初の射精前のイントロミッションの数。8)交番数:観測期間中の交番シリーズの数;9)交点系列の持続時間:観察期間中のすべての交付シリーズの時間。
性的行動および関連行動は、男性の自宅のケージまたは囲まれたアリーナのいずれかで行うことができるが、その中でリスマンの「秘密なし」ミラーボックスと呼ばれる装置が交配行動3を観察するために導入される。ビデオカメラは、横のビューから、腹側のビューから傾斜した鏡を介して同時にマウスのアクションを記録するためにボックスの前に配置されます。しかし、この方法は、必然的にマウスの環境ストレスを排除するために、より長い習慣につながる明るい光を必要とします。測定方法については、ビデオベースの行動分析を行い、動作を記録し、定量化することをお勧めします。1/1000 s より大きい推奨シャッター速度を持つフレームごとのビデオアドバンスオプションを持つビデオレコーダーは、急速なマウスの動きを記録するために使用することができます。暗い環境で録画する場合は、高解像度の赤外線カメラが必要です。フィルムを分析するには、コンピュータ操作のために個々の動作フレームをキャプチャできるようにフレームグラバーを備えたコンピュータが必要です。マウスは非常に汎用性が高く、ほぼすべての治療後に補償行動を示すことができます。すべての動く身体部分4についてあいまいさが存在する可能性があります。したがって、いくつかの動作の分析は、さらに高い解像度と高速カメラを必要とするかもしれません。
マウスにおける男性の性的行動は、株の違い、ホルモンの変化、遺伝子変異1、3、9、10を含む多くの要因の影響を受ける。マギルとBlight11は、マウス交配動作における歪みの違いを示した。例えば、C57BL/6の男性は、通常、迅速に内挿を得て、約20分11で射精します。DBA/2の男性は、内挿を得るために遅いですが、急速に射精.BALB/cの男性は、長い求愛期間11のために射精(平均遅延1時間)を達成するのが遅い。テストステロンは、男性の性的行動を促進し、維持します 2, テストステロンのレベルの変化は、性的行動のパフォーマンスを変更することができます12.外科的去勢と抗アンドロゲン治療の両方がテストステロンのレベルを低下させ、性的行動の急速な低下、さらには性的動機と性的覚醒を生じることができる。投与されたテストステロンは去勢されたマウスの前和および交付行動を回復できる。最後に、ノックアウトマウスとノックダウンマウスは、野生のタイプのマウスと比較して性的行動の面の違いを表示します。例えば、Adcy3、Cnga2、およびGnaoの標的変異を有する雄マウスはフェロモンを検出する能力を低下させ、一方、Trpc2ノックアウトマウスは変化したパートナーの好み14、15、16を示す。マウスの性的行動に対するトランスジェニックおよびノックアウトの他の効果は、クローリー3によって説明される。
ここでは、ホルモン的に受容的にプライミングされた卵巣化された女性との雄マウスのペアリングにおける性的行動を評価する最も一般的な手順の1つが記載されている。マウスで性的行動実験を行うための実験的なプロトコルが提示される。また、CD-1マウスにおける社会的孤立に起因する性行動パターンを変化させる例を示す。
Protocol
Representative Results
Discussion
提示されたプロトコルには、いくつかの重要な手順があります。女性の卵巣切除術に関しては、後ろから開く手術切開は腹部からの切開よりも有害ではない。卵巣の位置が深いことを考えると、切開部が腹部から切り開かれたときに他の器官を引っ張ることはしばしば出血を引き起こし、不明確な外科的視力20をもたらす。背中の切開を行い、簡単に卵巣に到達し、手術時?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Lu Cong、張紅夏、張北越、胡美の実験の提案に感謝します。
Materials
| Choral hydrate | Sinopharm Chenmical Reagent Co., Ltd. | 20160225 | |
| Coated VICRYL Plus Sutures | Ethicon, Inc. | missing | |
| Estradiol benzoate | J&K Scientific, Ltd. | L930Q170 | |
| Ethanol absolute | Beijing Chemical Works Co., Ltd. | 20160715 | |
| Ibuprofen (Children's Motrin) | Shanghai Johnson & Johnson Co., Ltd. | 160629478 | |
| Isoflurane | RWD Life Science Co., Ltd. | 217180501 | |
| Lidocaine | HebeI Tiancheng Pharmacreutical Co., Ltd. | 1170506107 | |
| Male and female CD-1 mice | Vital River Beijing | SCXK( )2013-0023 |
|
| Olive oil | |||
| Penicillin sodium | North China Pharmaceutical Co., Ltd. | F5126420 | |
| Progesterone | J&K Scientific, Ltd. | LR50Q07 | |
| Sony digital camera | Sony Corporation | HDR-CX290E | |
| Test box | DIY | ||
| ThinkStation Computer | Lenovo | S/N PCOGLQKG | |
| Vaporizer for Isoflurane | RWD Life Science Co., Ltd. | E05904-009M |
References
- The staff of the Jackson laboratory. . Biology of the Laboratory Mouse. , (2007).
- Burns-Cusato, M., Scordalakes, E. M., Rissman, E. F. Of mice and missing data: what we know (and need to learn) about male sexual behavior. Physiology & Behavior. 83 (2), 217-232 (2004).
- Crawley, J. N. . What’s Wrong With My Mouse?. , (2006).
- Whishaw, I. Q., Haun, F., Kolb, B., Windhorst, U., Johansson, H. Analysis of Behavior in Laboratory Rodents. Modern Techniques in Neuroscience Research. , (1999).
- Sachs, B., Barfield, R. . Functional Analysis of Masculine Copulatory Behavior in the Rat. 7, (1976).
- Hull, E. M., Dominguez, J. M. Sexual behavior in male rodents. Hormones and Behavior. 52 (1), 45-55 (2007).
- Mosig, D. W., Dewsbury, D. A. Studies of the copulatory behavior of house mice (Mus musculus). Behavioral Biology. 16 (4), 463-473 (1976).
- Park, J. H., Gould, T. Assessment of Male Sexual Behavior in Mice. Mood and Anxiety Related Phenotypes in Mice. 63, (2011).
- Bonthuis, P. J., et al. Of mice and rats: key species variations in the sexual differentiation of brain and behavior. Frontiers in Neuroendocrinology. 31 (3), 341-358 (2010).
- Levine, L., Barsel, G. E., Diakow, C. A. Mating behaviour of two inbred strains of mice. Animal Behavior. 14 (1), 1-6 (1966).
- McGill, T. E. Sexual Behavior in Three Inbred Strains of Mice. Behaviour. 19 (4), 341 (1962).
- James, P. J., Nyby, J. G. Testosterone rapidly affects the expression of copulatory behavior in house mice (Mus musculus). Physiology & Behavior. 75 (3), 287-294 (2002).
- Arteaga-Silva, M., Rodriguez-Dorantes, M., Baig, S., Morales-Montor, J. Effects of castration and hormone replacement on male sexual behavior and pattern of expression in the brain of sex-steroid receptors in BALB/c AnN mice. Comparative Biochemistry and Physiology – Part A: Molecular & Integrative Physiology. 147 (3), 607-615 (2007).
- Zhang, Z., et al. Deletion of Type 3 Adenylyl Cyclase Perturbs the Postnatal Maturation of Olfactory Sensory Neurons and Olfactory Cilium Ultrastructure in Mice. Frontiers in Cellular Neuroscience. 11, 1 (2017).
- Mandiyan, V. S., Coats, J. K., Shah, N. M. Deficits in sexual and aggressive behaviors in Cnga2 mutant mice. Nature Neurosciemce. 8 (12), 1660-1662 (2005).
- Choi, C. I., et al. Simultaneous deletion of floxed genes mediated by CaMKIIalpha-Cre in the brain and in male germ cells: application to conditional and conventional disruption of Goalpha. Experimental & Molecular Medicine. 46, 93 (2014).
- Pelch, K. E., Sharpe-Timms, K. L., Nagel, S. C. Mouse model of surgically-induced endometriosis by auto-transplantation of uterine tissue. Journal of Visualized Experiments. (59), e3396 (2012).
- McLean, A. C., Valenzuela, N., Fai, S., Bennett, S. A. Performing vaginal lavage, crystal violet staining, and vaginal cytological evaluation for mouse estrous cycle staging identification. Journal of Visualized Experiments. (67), e4389 (2012).
- Liu, Z. W., et al. Postweaning Isolation Rearing Alters the Adult Social, Sexual Preference and Mating Behaviors of Male CD-1 Mice. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 13, 21 (2019).
- TIan, E. P., Long, T., Qin, D. N. Establishment and applications of mating model in male rat. Chinese Journal of Andrology. 22 (1), 7-10 (2008).
- . Anesthesia Guidelines: Mice Available from: https://www.researchservices.umn.edu/services-name/research-animal-resources/research-support/guidelines/anesthesia-mice (2019)
- Leypold, B. G., et al. Altered sexual and social behaviors in trp2 mutant mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 99 (9), 6376-6381 (2002).
