Vurdering af Social Transmission af mad præferencer adfærd
Summary
Dette paper præsenterer en protokol for undersøgelse af social transmission af mad præference i mus. Fordele og mulige anvendelser for denne procedure, for eksempel, er til at opdage tidlige ændringer i annonce musemodeller, fremhævet. Afslutningsvis diskuteres fortolkning af resultater i lyset af kritiske detaljer.
Abstract
Olfaktoriske anerkendelse underskud er foreslået, for at være i stand til at tjene som klinisk markør for at skelne Alzheimers sygdom (AD) fag fra sund aldring grupper. For eksempel kan olfaktoriske dysfunktion i Annoncen præsentere som værdiforringelse i olfaktoriske anerkendelse, emerging i tidlige stadier af sygdommen og forværring mens sygdommen skrider frem. Social transmission af mad præferencer (STFP) opgave er baseret på en rudimentær form for kommunikation mellem gnavere vedrørende fjerne fødevarer afhængige af transmissionen af olfaktoriske stikord. Sund wild-type mus foretrækker at spise en roman, flavored mad, der var tidligere cued af en conspecific, og denne mad præference ville være hæmmet i transgene AD mus, som APP/PS1 modellen. Faktisk, en stærk præference for cued mad i C57Bl6/J mus i alder 3 måneder blev fundet, og dette blev reduceret i 3 måneder gamle transgene APP/PS1 mus. Sammenfattende kunne STFP opgave være en kraftfuld foranstaltning skal integreres i nuværende subklinisk påvisning assays af annonce.
Introduction
Olfaktoriske anerkendelse underskud er foreslået til at tjene som klinisk markør for at skelne Alzheimers sygdom (AD) emner fra normal aldring grupper1,2,3,4. En vifte af neuropsykiatriske lidelser er karakteriseret ved forstyrrelser i lugtesansen anerkendelse og hukommelse, herunder AD og Parkinsons5,6. Flere adfærdsmæssige test og protokoller er blevet etableret til at vurdere olfaktoriske anerkendelse og diskrimination i dyre modeller7. Som sådan, kan Translationel forskning ved hjælp af egnede og validerede dyremodeller og tests for olfaktoriske hukommelse fremme bedre diagnose og behandling for neurodegenerative lidelser. Derfor, social transmission af mad præference (STFP) test, der blev oprindeligt opfundet i de tidlige 80 ‘s8 blev tilpasset. I denne opgave evalueres dyr på deres medfødte evne til at lære om fødevaresikkerhed fra deres artsfæller. Underliggende vælg Afvis beslutning, processer indebærer vurdering af de sensoriske egenskaber af fødevarer og et dyr skal kunne anmelde og ingrate forskellige funktioner (dvs., smag og lugt).
STFP test består af en forholdsvis enkel fænomen: efter samspillet mellem naive «iagttager» gnaver med en demonstrant, der tidligere har indtaget en fødevare, observatøren normalt viser en større præference for denne mad8,9 , 10. analysere nødvendige betingelser resulterer i denne præference, viste at direkte emne – demonstrant eksponering (spises eller støves af med en mad) er nok til at øge den videnskabelige observatør præference. Men rent lugter heller ikke spise en mad er ikke tilstrækkelig til at fremkalde denne type præference11,12.
STFP protokol består af fire trin over fem dage. Det første trin består af øget motivation for dyrene at gøre dem spise et nyt levnedsmiddel. Det gør er alle gnavere sat på en 23-h, mad-afsavn tidsplan, modtager regelmæssige chow for 1 t/dag for to på hinanden følgende dage. I andet trin af er fasen priming hver demonstrant fastsat 1 h med fødevarer, der indeholder en roman smag (chow blandet med enten kakao eller kanel i de oprindelige eksperimenter). I det tredje trin placeres den sociale interaktion fase, hver demonstrant ind i buret af et emne observatør gnaver i 30 min. I det fjerde trin, 24 h efter den sociale interaktion, tilbydes hvert emne valget af begge flavored kostvaner. Observatørens indtag af både fødevarer og præference procenter af både kost spist af emnet vurderes.
Selektiv neurotoksiske læsioner af hippocampus-subiculum er vist at forringe ydeevne på denne opgave13. Desuden er mutationer påvirker hippocampus funktion i mus blevet rapporteret at forhindre mad præferencer14,15,16,17. Vigtigere, stole STFP ydeevne ikke udelukkende på Hippocampus fungerer korrekt. Det blev rapporteret i flere farmakologiske, genetiske manipulationer og læsion undersøgelser at andre hjernestrukturer ved siden af hippocampus kan spille en rolle i mægle forskellige aspekter af socialt inducerede kost valg indlæring og hukommelse. For eksempel, foreslås kolinerge neuroner i den mediale septum/lodret lemmer af den diagonal band eller kerne basalis magnocellularis/substantia innominata for at besidde forskellige roller i erhverve og hente ikke-fysisk sociale hukommelse af olfaktoriske stikord18. Derudover orbitofrontal cortex har været impliceret i lugt-styrede læring, og kolinerge udtynding af hele neocortex resulterede i STFP underskud, der angiver, at disse områder af hjernen er afgørende for denne type af associative læring19.
Mulige forstyrrende faktorer var undgås så meget som muligt, såsom spredning af lugt eller trække mad udenfor kopper. En yderligere tilvænning trin til apparatet og en supplerende test før den faktiske STFP opgave blev tilføjet, for at vurdere, om gnavere kan faktisk lugte og er villig til at spise novel food, begravet cookien test20. Også, ved at medtage automatiseret video-tracking, den tid at udforske både demonstrant under social interaktion samt mad i løbet af testfasen kunne også måles. Udforskning af stien til hvert emne er optaget ved hjælp af et kamera tilsluttet en video sporingssoftware udstyret computer. Som sådan, kan forskellige aspekter af udforskning ydeevne, såsom tid i hver zone, og antallet af besøg, zone beregnes. Dette giver mere detaljerede oplysninger om dyrenes aktivitet i løbet af testfasen, foruden mængden af den forbrugte mad som i den oprindelige STFP protokol.
I tidligere forsøg med en annonce musemodel, THY-Tau22 model, konstateredes det, at nedskrivninger i denne STFP hukommelse i alderen fra 9-10 måneder kunne afhentes, og disse Co opstod med underskud i hippocampus synaptisk plasticitet og tau-patologi i den hippocampus16. Da tau patologi opstår sent i sygdomsprogression, ifølge amyloid kaskade hypotesen efter disposition af amyloidal plaques21, det var en hypotese at STFP underskud kunne påvises i en tidligere alder i amyloid Transgene mus. Derfor, STFP testen blev anvendt i 3 måneder gammel APP/PS1 mus22, den mest almindelige anvendte model af annonce. Denne type af socialt inducerede mad valg var faktisk fandt at blive forringet i APP/PS1 mus. Det er vigtigt at disse mus, i det mindste i denne alder, var blottet for generelle olfaktoriske, bevægeapparatet eller sociale udforskning funktionshæmninger. Afslutningsvis kunne olfaktoriske anerkendelse dysfunktion være en vigtig tidlig screeningsmetode for annonce i mennesker og mus ens. Denne pålidelig, billig og nem screening for tidlig AD kunne være nyttige for terapeutisk forskning. Hvis vi kunne screene for tidlige annonce mere effektivt, kunne vi blande tidligere i sygdomsprocessen.
Protocol
Representative Results
Discussion
En animalsk opførsel repertoire kan bredt spores tilbage til fire grundlæggende årsager, at finde mad og vand, undgå rovdyr, socialt samspil, og gengiver. Gennemførelsen af en adfærdsdata mønster produceret af én person til en social gruppe, som direkte fremmer vedtagelsen og udstilling af en anden er opfundet social transmission24. Denne form for opførsel kan dybt påvirker en art økologi fordi adfærd initieret af (nogle) enkeltperson(er) kan hurtigt udvide ud til andre i sociale netv?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Forskning støttet af CVE postdoc stipendium til AVdJ. Forfatterne vil gerne takke Leen Van Aerschot og Ilse Bloemen for deres tekniske support.
Materials
| 3-chamber apparatus | custom made | 19 x 45 cm, height 30 cm | |
| wire cages to hold mouse | custom made | diameter of 12 cm, height 10 cm | |
| ramp to hold food cup | custom made | 10 x 10 cm, height 7 cm | |
| food cups | sunlessbody via ebay | http://www.ebay.com.au/itm/Plastic-Sample-Jars-Pots-Cups-Containers-with-Hinged-Lid-x-200-Small-25ml-/251708415240 | diameter of 3.8 cm, height 3.2 cm |
| lux meter | Volcraft | BL-10 L 0 – 40000 lx | |
| paprika herb | Delhaize | ID:716703 | Gemalen paprika,| 40 g |
| celery herb | Delhaize | ID:716301 | Selderzout, 57 g |
| vide-tracking software | Ethovision (Noldus) | http://www.noldus.com/animal-behavior-research/products/ethovision-xt | |
| ANYmaze (Stoelting) | https://www.stoeltingco.com/any-maze-video-tracking-software-1218.html |
Riferimenti
- Nordin, S., Murphy, C. Odor memory in normal aging and Alzheimer’s disease. Ann Ny Acad Sci. 855, 686-693 (1998).
- Devanand, D. P., et al. Olfactory deficits in patients with mild cognitive impairment predict Alzheimer’s disease at follow-up. Am J Psychiat. 157 (9), 1399-1405 (2000).
- Peters, J. M., Hummel, T., Kratzsch, T., Lötsch, J., Skarke, C., Frölich, L. Olfactory function in mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease: an investigation using psychophysical and electrophysiological techniques. Am J Psychiat. 160 (11), 1995-2002 (2003).
- Bahar-Fuchs, A., Moss, S., Rowe, C., Savage, G. Awareness of olfactory deficits in healthy aging, amnestic mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease. Int Psychogeriatr. 23 (7), 1097-1106 (2011).
- Serby, M., Larson, P., Kalkstein, D. The nature and course of olfactory deficits in Alzheimer’s disease. Am J Psychiat. 148 (3), 357-360 (1991).
- Hidalgo, J., Chopard, G., Galmiche, J., Jacquot, L., Brand, G. Just noticeable difference in olfaction: discriminative tool between healthy elderly andpatients with cognitive disorders associated with dementia. Rhinology. 49 (5), 513-518 (2011).
- Sánchez-Andrade, G., James, B. M., Kendrick, K. M. Neural encoding of olfactory recognition memory. J Reprod Develop. 51 (5), 547-558 (2005).
- Galef, B. G., Wigmore, S. W. Transfer of information concerning distant foods: A laboratory investigation of the ‘information-centre’ hypothesis. Anim Behav. 31, 748-758 (1983).
- Galef, B. G. Social interaction modifies learned aversions, sodium appetite, and both palatability and handling-time induced dietary preference in rats (Rattus norvegicus). J Comp Psychol. 100 (4), 432-439 (1986).
- Galef, B. G., Kennett, D. J., Stein, M. Demonstrator influence on observer diet preference: Effects of simple exposure and the presence of a demonstrator. Anim Learn Behav. 13, 25-30 (1985).
- Galef, B. G., Kennett, D. J. Different mechanisms for social transmission of diet preference in rat pups of different ages. Dev Psychobiol. 20 (2), 209-215 (1987).
- Galef, B. G. Enduring social enhancement of rats’ preferences for the palatable and the piquant. Appetite. 13, 81-92 (1989).
- Bunsey, M., Eichenbaum, H. Selective damage to the hippocampal region blocks long-term retention of a natural and nonspatial stimulus-stimulus association. Hippocampus. 5 (6), 546-556 (1995).
- Mayeux-Portas, V., File, S. E., Stewart, C. L., Morris, R. J. Mice lacking the cell adhesion molecule Thy-1 fail to use socially transmitted cues to direct their choice of food. Curr Biol. 10 (2), 68-75 (2000).
- McFarlane, H. G., Kusek, G. K., Yang, M., Phoenix, J. L., Bolivar, V. J., Crawley, J. N. Autism-like behavioral phenotypes in BTBR T+tf/J mice. Genes Brain Behav. 7 (2), 152-163 (2008).
- Van der Jeugd, A., et al. Hippocampal tauopathy in tau transgenic mice coincides with impaired hippocampus-dependent learning and memory, and attenuated late-phase long-term depression of synaptic transmission. Neurobiol Learn Mem. 95 (3), 296-304 (2011).
- Koss, D. J., et al. Mutant Tau knock-in mice display frontotemporal dementia relevant behaviour and histopathology. Neurobiol Dis. 91, 105-123 (2016).
- Vale-Martínez, A., Baxter, M. G., Eichenbaum, H. Selective lesions of basal forebrain cholinergic neurons produce anterograde and retrograde deficits in a social transmission of food preference task in rats. Eur J Neurosci. 16 (6), 983-998 (2002).
- Ross, R. S., McGaughy, J., Eichenbaum, H. Acetylcholine in the orbitofrontal cortex is necessary for the acquisition of a socially transmittedfood preference. Learn Memory. 12 (3), 302-306 (2005).
- Mu, Y., Crawley, J. N. Simple Behavioral Assessment of Mouse Olfaction. Curr Protoc Neurosci. 8, 24-34 (2009).
- Hardy, J. A., Higgins, G. A. Alzheimer’s disease: the amyloid cascade hypothesis. Science. 256 (5054), 184-185 (1992).
- Radde, R., et al. ABeta42 driven cerebral amyloidosis in transgenic mice reveals early and robust pathology. EMBO Rep. 7 (9), 940-946 (2006).
- Nadler, J. J., et al. Automated apparatus for quantification of social behaviors in mice. Genes Brain Behav. 3 (5), 303-314 (2004).
- Galef, B. G. Imitation in animals: history, definition, and interpretation of data from the psychological laboratory. Social learning: psychological and biological perspectives. , (1988).
- Pulliam, H. R., Melgren, R. On the theory of gene-culture co-evolution in a variable environment. Animal cognition and behavior. , 427-443 (1983).
- Wrenn, C. C., Harris, A. P., Saavedra, M. C., Crawley, J. N. Social transmission of food preference in mice: Methodology and application to galanin-overexpressing transgenic mice. Behav Neurosci. 117 (1), 21-31 (2003).
- Singh, A., Kumar, S., Singh, V. P., Das, A., Balaji, J. Flavor Dependent Retention of Remote Food Preference Memory. Front Behav Neurosci. 2 (11), 7-17 (2017).
- Kazdoba, T. M., Leach, P. T., Crawley, J. N. Behavioral phenotypes of genetic mouse models of autism. Genes Brain Behav. 15 (1), 7-26 (2006).
- Riedel, G., Kang, S. H., Choi, D. Y., Platt, B. Scopolamine-induced deficits in social memory in mice: reversal by donepezil. Behav Brain Res. 204 (1), 217-225 (2009).
- Naert, A., et al. Behavioural alterations relevant to developmental brain disorders in mice with neonatallyinduced ventral hippocampal lesions. Brain Res Bull. 94, 71-81 (2013).
