Роман Исследование объекта как потенциальный тест для высокого порядка повторяющееся поведение у мышей

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

Расстройство аутистического спектра (ASD) представляет собой психомоторного расстройства , состоящий из трех основных симптомов: социальное нарушения, трудности в общении с помощью языка, а также повторяющихся рельефных поведения ^1. Начиная с 2000 года количество людей , которые были диагностированы с расстройствами аутистического спектра увеличилось с 1 в 150 до 1 в 68 в промежутке десяти лет ^2. Хотя распространенность заболевания продолжает расти, причиной расстройства пока не известно. Там было увеличение усилий по выявлению соответствующих моделей мыши для ядра и связанных с ними симптомов ASD, так как эти модели могли бы привести к более глубокому пониманию основных симптомов и причин ASD. Есть несколько инбредных линий мышей , которые появляются , чтобы отобразить поведение с лица действия для основных симптомов ASD, включая повторные поведения ^3.

Ограниченные, повторяющиеся модели поведения (RRBs) являются ключевым симптомом некоторых психических расстройств, таких как ASD.RRBs может увеличиться с тяжестью заболевания ^4, и может существенно нарушить образ жизни пострадавших людей. RRBs обычно помещают на две категории, повторяющихся действий более низкого порядка, которые в организме человека состоят из действий, таких как качалка и ручной хлопать; и повторяющиеся модели поведения более высокого порядка, которые состоят из строгого соблюдения рутины и сопротивления изменениям ^5-8.

Повторяющиеся модели поведения низшего порядка были широко изучены у грызунов , где они проявляются как моторные стереотипии, которые можно легко наблюдать при установке лабораторного ^9. Такое поведение , по всей видимости имеют хорошую юридическую силу для лица RRBs у людей, и потенциально сильной конструктивной валидности, а ^10. Тестирование на наличие низших RRBs порядка может быть завершена через видео мониторинга активности мыши , чтобы изучить приступами и продолжительность этих моторных стереотипии ^11. повторяющиеся модели поведения высшего порядка представляют собой вызов для базовой медико-биологических репоиск с использованием грызунами, так как эти RRBs не так легко определить с помощью простого наблюдения. Из-за трудностей в определении этих поведения, меньше установленных анализы для повторяющегося поведения более высокого порядка существуют. Традиционно RRBs высшего порядка были измерены у грызунов с использованием парадигмы лабиринт, где обучается тест животное, чтобы достигнуть правомочность бежать. Место выхода затем переключается и число испытаний , необходимых для переучиваться место побег записывается ^12. Эти анализы не являются идеальными, поскольку они требуют длительный период обучения, часто вызывают тревогу, и может привести к весьма переменным успехом. Разведочные работы Hole-плата также используется для количественного определения более высокого порядка RRBs ^13,14. Такой подход не требует расширенных сеансов обучения, но полагаться на пищевой мотивации и / или обонятельной дискриминации. Анализы для высших RRBs порядка, которые не являются анксиогенными или требуют обучения было бы хорошим дополнением к существующему репертуаром отверстий платы exploratio п и анализы лабиринты на основе в настоящее время используется.

C58 / J (C58) инбредных штамм мыши сильно иллюстрирует высокие уровни стереотипного поведения , связанного с расстройствами аутистического спектра, а именно повторяющиеся, бесцельные моторных стереотипии и повышенные уровни самостоятельной холить ^3,11. Кроме того, у мышей C58 отображения RRBs через высокий уровень воспитания, назад листать и царапали ^11,14,16. Этот штамм начинает показывать такое поведение рано в неонатальном периоде и продолжает демонстрировать их на протяжении всей взрослой жизни. Было бы идеально, чтобы быть в состоянии проверить на наличие повышенных высшего порядка RRBs в дополнение к хорошо документированных RRBs низшего порядка, присутствующих в этом штамме, а также других штаммов мыши. Анализ романа разведки объект, описанный здесь дает возможность исследователям наблюдать более низкого порядка и RRBs высшего порядка одновременно, поскольку это дает возможность измерять узорной поведение, а также повторяющиеся моторные стереотипии.

e_content "> Использование исследования нового объекта в качестве анализа на повторяющееся поведение высшего порядка был разработан Pearson и др. ^17. Эта новая оценка является продолжением хорошо зарекомендовавшей теста открытого поля ^18-21 с добавлением четырех новых объектов в арена. мышам давали возможность свободно исследовать эти незнакомые предметы и количество и порядок объекта исследований отслеживалась. объект исследования были затем проанализированы на наличие шаблонов, с мышами BTBR, отображающих повышенное количество узорчатых исследований среди объектов. с помощью этого анализа, мыши могут отображать повторяющиеся и узорных поведение высшего порядка, устраняя необходимость в изучении поведения, а также удаление ненужных стимулов. разведки Роман объект индуцирует RRBs высшего порядка, так как она позволяет мыши создавать шаблоны и формы последовательностей путем их естественной разведки . с помощью этого анализа позволяет следователю количественно определить наличие этих RRBs высшего порядка.

Pearson и др. разработал этот анализ и использовали его , чтобы проверить на наличие потенциальных повторяющихся поведения высшего порядка в BTBR инбредной линии мышей, с интригующим результатами ^17. Недавно мы опубликовали последующее исследование, глядя на поведении С58, C57BL / 6J (С57) и / NJ (FVB) штаммов FVB, а также более детальное расследование потенциальных искажающих факторов, присутствующих в этом анализе, и возможно статистические подходы к анализу данных , полученных ^22.

Protocol

Протокол, описанный здесь, был утвержден по уходу и использованию комитета Institutional животных путем в Университете Redlands. Мыши С58, С57 и FVB, используемые в этих исследованиях были разведены в университете Redlands вивария складе от первоначально полученной из лаборатории Джексона (Bar Harbor, ME). Часовые из это?…

Representative Results

Репрезентативные данные 22 показывают , что женский C58 / J мышей отображается большее количество упорядоченных паттернов , чем другие штаммы в круглой арене (рисунок 2, панель А), но не в прямоугольной арене (рисунок 2, панель C). Ни один из трех мужск?…

Discussion

Здесь мы представляем недавно разработанный анализ, который может быть полезен для количественной оценки поведения мыши с лицом действия для повторяющихся поведения высшего порядка в организме человека. В отличие от более известных анализов, таких как Barnes или T-лабиринт, этот новый ан…

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