رواية استكشاف كائن باعتباره الفحص المحتملة لالعالي ترتيب المتكرر السلوك في الفئران

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

اضطراب طيف التوحد (ASD) هو اضطراب النمو العصبي يتكون من ثلاثة أعراض أساسية هي: ضعف الاجتماعي، صعوبة في التواصل من خلال اللغة، والسلوك المزخرفة المتكررة ^1. منذ عام 2000، زاد عدد الأفراد الذين تم تشخيص مع ASD من 1 في 150-1 في 68 في غضون عشر سنوات ^(2). على الرغم من انتشار الفوضى في تزايد مستمر، وسبب هذا الاضطراب غير معروف حتى الان. كان هناك ارتفاع في الجهود المبذولة لتحديد نماذج الماوس مناسبة للجوهر والأعراض المرتبطة بها من ASD، وهذه النماذج يمكن أن يؤدي إلى زيادة فهم الأعراض والأسباب الكامنة وراء ASD. هناك عدة سلالات الفئران الفطرية التي تظهر لعرضه السلوكيات مع وجه صلاحية الأعراض الأساسية من ASD، بما في ذلك السلوكيات المتكررة ^3.

مقيدة، والسلوكيات المتكررة (RRBs) هي أعراض الأساسية لبعض الاضطرابات النفسية مثل التوحد.يمكن RRBs زيادة مع شدة اضطراب ^4، ويمكن أن يحدث خللا جذريا في نمط حياة الأفراد المتضررين. توضع RRBs عادة إلى فئتين، النظام أقل السلوكيات المتكررة، والتي تتكون في البشر من الإجراءات مثل هزاز وجهة الخفقان؛ والعليا السلوكيات المتكررة، والتي تتكون من الالتزام الصارم روتين ومقاومة التغيير ^5-8.

وقد تم ترتيب انخفاض السلوكيات المتكررة درس على نطاق واسع في القوارض حيث أنها تظهر كما stereotypies السيارات، والتي يمكن ملاحظتها بسهولة في وضع مختبر ^9. ويبدو أن هذه السلوكيات لدينا جيدة صحة الوجه لRRBs في البشر، وصحة بناء يحتمل أن تكون قوية وكذلك ^(10). يمكن أن تكتمل اختبار لوجود انخفاض RRBs النظام من خلال رصد الفيديو من النشاط الماوس لدراسة نوبات ومدة هذه stereotypies السيارات ^11. العليا السلوكيات المتكررة تشكل تحديا لإعادة الحيوية الطبية الأساسيةبحث الاستفادة من القوارض، كما لم يتم تحديد هذه RRBs بسهولة من خلال الملاحظة البسيطة. ويرجع ذلك إلى صعوبة في تحديد هذه السلوكيات، المقايسات أنشئت أقل للالعليا تكرار السلوك موجودة. تقليديا، وقد تم قياس RRBs العليا في القوارض باستخدام نموذج المتاهة حيث يتم تدريب الحيوان اختبار للوصول إلى الكفاءة في الهرب. ثم يتم تبديل موقع الهروب ويتم تسجيل عدد من التجارب اللازمة لإعادة تعلم موقع هروب ^12. هذه المقايسات ليست مثالية لأنها تحتاج إلى فترة تدريب طويلة، وغالبا ما حمل والقلق، ويمكن أن يؤدي إلى نتائج متباينة للغاية. وقد استخدمت أيضا استكشاف حفرة مجلس لتحديد العليا RRBs ^13،14. لا يتطلب هذا النهج دورات تدريبية طويلة، ولكن لا تعتمد على التحفيز الغذاء و / أو التمييز حاسة الشم. فحوصات لأعلى RRBs أجل أن لا anxiogenic أو تتطلب أن يكون التدريب تكملة لطيفة إلى مرجع القائمة من ثقب مجلس exploratio ن والمقايسات القائم على متاهة قيد الاستخدام حاليا.

وC58 / J (C58) الفطرية سلالة الماوس مثالا قويا على مستويات عالية من السلوك النمطية المرتبطة ASD، وهي المتكررة، stereotypies محرك هدف معين ومستويات مرتفعة من الذات والاستمالة ^3،11. بالإضافة إلى ذلك، الفئران C58 عرض RRBs من خلال مستويات عالية من تربية، والعودة التقليب ويحفرون ^11،14،16. يبدأ هذه السلالة تظهر هذه السلوكيات في فترة ما بعد الولادة في وقت مبكر ويستمر عرضها طوال فترة البلوغ. سيكون من المثالي أن تكون قادرة على اختبار وجود ارتفاع العليا RRBs لاستكمال موثقة جيدا أقل RRBs أجل موجودة في هذه السلالة فضلا عن غيرها من سلالات الفئران. فحص استكشاف وجوه الرواية الموصوفة هنا يوفر الفرصة للباحثين لمراقبة النظام أقل وRRBs العليا في وقت واحد، كما أنه يعطي القدرة على قياس سلوكيات نمط وكذلك stereotypies السيارات المتكررة.

وقد وضعت e_content "> عن طريق التنقيب وجوه الرواية بمثابة فحص للالعليا السلوكيات المتكررة من قبل بيرسون وآخرون. ^(17). هذا التقييم الجديد هو امتداد لاختبار حقل مفتوح راسخة ^18-21 مع إضافة أربعة أشياء جديدة ل سمح للالفئران الساحة. التحقيق بحرية هذه الكائنات غير المألوفة وعدد وترتيب التحقيقات كائن تم تعقب ثم تم تحليل التحقيقات كائن لوجود أنماط، مع الفئران BTBR عرض أرقام مرتفعة من التحقيقات منقوشة بين الكائنات. باستخدام هذا الفحص، يمكن أن الفئران عرض أعلى من الدرجة السلوكيات المتكررة ومنقوشة في حين القضاء على الحاجة إلى تعلم السلوكيات وكذلك إزالة المثيرات التي لا داعي لها. استكشاف وجوه رواية يدفع RRBs العليا، كما أنه يسمح للفئران لخلق أنماط وتسلسل شكل من خلال استكشافهم الطبيعي وباستخدام هذا الاختبار يسمح للمحقق لتحديد وجود هذه RRBs العليا.

بيرسون وآخرون. وضعت هذا الاختبار واستخدامه لاختبار وجود المحتملة أعلى ترتيب السلوكيات المتكررة في BTBR سلالة الماوس الفطرية، وكانت النتائج مثيرة للاهتمام ^(17). لقد نشرت مؤخرا دراسة متابعة النظر في سلوكيات C58، C57BL / 6J (C57) و / نيو جيرسي (FVB) سلالات FVB، فضلا عن تحقيق أكثر تفصيلا في المتغيرات التي قد تثير اللبس الحالي في هذا الاختبار، وممكن النهج الإحصائية لتحليل البيانات ولدت ^22.

Protocol

وتمت الموافقة على بروتوكول الموصوفة هنا من قبل لجنة رعاية واستخدام الحيوان المؤسسي في جامعة ريدلاندز. كانت ولدت الفئران C58، C57، وFVB المستخدمة في هذه الدراسات في جامعة ريدلاندز الحظيرة من الأسهم التي تم الحصول عليها في الأصل من مختبر جاكسون (بار هاربور، ME). تم فحص الحراس من هذه الح…

Representative Results

البيانات التمثيلية 22 تبين أن C58 الإناث / J الفئران عرض عدد أكبر من أنماط متسلسلة من السلالات الأخرى في الساحة المستديرة (الشكل 2، لوحة أ)، ولكن ليس في الساحة المستطيلة (الشكل 2، لوحة C). أيا من السلالات الثلاث الذكور تختلف عن بعضه…

Discussion

هنا، نقدم فحص وضعت مؤخرا والتي قد تكون مفيدة لقياس السلوكيات الفأر مع الوجه صحة لأعلى ترتيب السلوكيات المتكررة في البشر. وخلافا لفحوصات أكثر رسوخا مثل بارنز أو تي المتاهة، هذه الرواية فحص استكشاف كائن لا يتطلب أي تدريب الماوس ولا هو ولا سيما القلق استفزاز. بالإضافة إ…

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