Novel Exploration de l'objet comme un test potentiel pour ordre supérieur Comportements répétitifs chez la souris

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

Troubles du spectre autistique (TSA) est un trouble neurodéveloppemental composé de trois principaux symptômes: perte de valeur sociale, la difficulté à communiquer par le langage et les comportements à motifs répétitifs ^1. Depuis 2000, le nombre de personnes qui ont été diagnostiqués avec TSA a augmenté , passant de 1 150 à 1 à 68 en l'espace de dix ans ^2. Bien que la prévalence de la maladie continue à augmenter, la cause de la maladie est encore inconnue. Il y a eu une augmentation des efforts pour identifier des modèles de souris appropriés pour le noyau et les symptômes des TSA, car ces modèles pourraient conduire à une meilleure compréhension des symptômes et les causes sous-jacentes de TSA. Il existe des souches de souris consanguines multiples qui semblent afficher des comportements avec une validité pour les principaux symptômes de TSA, y compris des comportements répétitifs ^3.

Restreintes, des comportements répétitifs (ORR) sont un symptôme de base de certains troubles psychiatriques tels que la TSA.ORR peut augmenter avec la sévérité de la maladie ^4, et peuvent considérablement perturber le mode de vie des personnes touchées. ORR sont couramment placés dans deux catégories, d'ordre inférieur comportements répétitifs, qui chez l'homme sont constitués d'actions telles que bascule et de la main-battement; et d'ordre supérieur des comportements répétitifs, qui consistent en le strict respect de la routine et la résistance au changement ^5-8.

Basse-ordre des comportements répétitifs ont été largement étudiés chez les rongeurs où ils se manifestent comme stéréotypies motrices, qui peuvent être facilement observés dans la fixation d' un laboratoire ^9. Ces comportements semblent avoir une bonne validité de visage pour ORR chez l' homme, et potentiellement forte validité conceptuelle et ^10. Test de la présence des ORR d'ordre inférieur peut être complété par une surveillance vidéo de l' activité de la souris pour étudier les combats et la durée de ces stéréotypies motrices ^11. ordre supérieur des comportements répétitifs posent un défi pour re biomédicale fondamentalerecherche utilisant des rongeurs, comme ces ORR ne sont pas aussi faciles à identifier par l'observation simple. En raison de la difficulté à identifier ces comportements, moins dosages établis pour ordre supérieur comportement répétitif existent. Traditionnellement, d'ordre supérieur ORR ont été mesurés chez les rongeurs en utilisant un paradigme de labyrinthe où l'animal d'essai est formé pour atteindre la compétence à échapper. L'emplacement d'échappement est alors commuté et le nombre d'essais requis pour re-connaître l'emplacement d'échappement est enregistré ^12. Ces tests ne sont pas idéales car elles nécessitent une longue période de formation, induisent souvent de l'anxiété, et peut entraîner des résultats très variables. Exploration Hole-conseil a également été utilisé pour quantifier d'ordre supérieur ORR ^13,14. Cette approche ne nécessite pas de sessions de formation étendues, mais ne repose sur la motivation des aliments et / ou de discrimination olfactive. Des dosages pour ORR d'ordre supérieur qui ne sont pas anxiogènes ou exigent la formation serait un bon complément au répertoire existant du trou bord exploratio n et des analyses basées sur labyrinthe actuellement en usage.

La souche de souris consanguine C58 / J (C58) illustre fortement des niveaux élevés de comportement stéréotypique associés aux TSA, à savoir répétitifs, stéréotypies motrices et sans but des niveaux élevés d'auto-toilettage ^3,11. En outre, les souris C58 affichent ORR par des niveaux élevés de l' élevage, le dos et le retournement scrabbling ^11,14,16. Cette souche commence à montrer ces comportements au début de la période néonatale et continue de les afficher à l'âge adulte. Il serait idéal pour être en mesure de tester la présence d'un ordre supérieur élevé ORR pour compléter les ORR d'ordre inférieur bien documentées présentes dans cette souche, ainsi que d'autres souches de souris. Le nouveau test d'exploration de l'objet décrit ici offre la possibilité aux chercheurs d'observer d'ordre inférieur et d'ordre supérieur ORR simultanément, car il donne la possibilité de mesurer les comportements à motifs ainsi que stéréotypies motrices répétitives.

e_content "> Utilisation nouvelle exploration de l' objet comme un essai pour un ordre supérieur des comportements répétitifs a été développé par Pearson et al. ^17. Cette nouvelle évaluation est une extension de l'essai en plein champ bien établi ^18-21 avec l'ajout de quatre nouveaux objets l'arène. les souris ont été autorisés à enquêter librement sur ces objets inconnus et le nombre et l'ordre des enquêtes de l'objet a été suivi. les enquêtes d'objets ont ensuite été analysés pour la présence de motifs, avec des souris BTBR affichant un nombre élevé d'enquêtes à motifs entre les objets. en utilisant cette test, les souris peut afficher d'ordre supérieur des comportements répétitifs et à motifs, tout en éliminant la nécessité d'apprendre des comportements ainsi que la suppression des stimuli inutiles. exploration de l'objet Novel induit d'ordre supérieur ORR, car elle permet aux souris pour créer des motifs et des séquences de forme par leur exploration naturelle . l'utilisation de ce test permet à l'enquêteur de quantifier la présence de ces ORR ordre supérieur.

Pearson et al. développé ce test et l'a utilisé pour tester la présence d'ordre supérieur des comportements répétitifs potentiels dans la souche de souris consanguine BTBR, avec des résultats intrigants ^17. Nous avons récemment publié une étude de suivi en regardant les comportements de la C58, C57BL / 6J (C57) et FVB / NJ (FVB) souches, ainsi que d'une enquête plus approfondie sur les variables de confusion potentiels présents dans cet essai, et possible approches statistiques pour analyser les données générées ^22.

Protocol

Le protocole décrit ici a été approuvé par le Comité soin et l'utilisation institutionnelle des animaux à l'Université de Redlands. Les souris C58, C57 et FVB utilisées dans ces études ont été élevés à l'Université de Redlands vivarium du stock initialement obtenu à partir du Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME). Sentinelles de ce vivarium ont été examinés tous les six mois et jugés exempts d'agents pathogènes. 1. Matériel et Room Set Up Note: Nous avons utilisé deux a…

Representative Results

Les données représentatives 22 montrent que C58 femelle / souris J affichent un nombre plus élevé de motifs séquencés que les autres souches dans l'arène ronde (figure 2, partie A), mais pas dans l'arène rectangulaire (Figure 2, partie C). Aucun des trois souches mâles diffèrent les unes des autres (figure 2, panneaux B et D). Les données représentatives montrent que les souris mâles et femelles C58 / J af…

Discussion

Ici, nous présentons un test récemment mis au point qui peut être utile pour quantifier les comportements de souris avec une validité pour ordre supérieur des comportements répétitifs chez les humains. Contrairement à des dosages plus établis comme le Barnes ou T-labyrinthe, ce nouveau test d'exploration de l'objet ne nécessite pas de formation de la souris ni particulièrement anxiogène. De plus, le roman d'exploration de l'objet ne nécessite pas de nourriture ou de stimuli sociaux, ce qui p…

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