اختبار لرائحة التمييز والتعويد في الفئران
Summary
This manuscript describes a protocol to examine the olfactory system of rodents. The olfactory habituation/dishabituation test will allow investigators to determine whether a mouse habituates to a repeatedly presented odor and whether the mouse demonstrates dishabituation when presented a novel odor.
Abstract
This video demonstrates a technique to establish the presence of a normally functioning olfactory system in a mouse. The test helps determine whether the mouse can discriminate between non-social odors and social odors, whether the mouse habituates to a repeatedly presented odor, and whether the mouse demonstrates dishabituation when presented with a novel odor. Since many social behavior tests measure the experimental animal’s response to a familiar or novel mouse, false positives can be avoided by establishing that the animals can detect and discriminate between social odors. There are similar considerations in learning tests such as fear conditioning that use odor to create a novel environment or olfactory cues as an associative stimulus. Deficits in the olfactory system would impair the ability to distinguish between contexts and to form an association with an olfactory cue during fear conditioning.
In the odor habitation/dishabituation test, the mouse is repeatedly presented with several odors. Each odor is presented three times for two minutes. The investigator records the sniffing time directed towards the odor as the measurement of olfactory responsiveness. A typical mouse shows a decrease in response to the odor over repeated presentations (habituation). The experimenter then presents a novel odor that elicits increased sniffing towards the new odor (dishabituation). After repeated presentation of the novel odor the animal again shows habituation. This protocol involves the presentation of water, two or more non-social odors, and two social odors. In addition to reducing experimental confounds, this test can provide information on the function of the olfactory systems of new knockout, knock-in, and conditional knockout mouse lines.
Introduction
الفئران هي التي تعتمد على حاسة الشم لتبحر بيئات جديدة، وإيجاد الطعام، للاعتراف أفراد آخرين، والسلوك الجنسي 1-3. فمن الضروري أن المحققين تحديد ما إذا أم لا حيوانات التجارب لديهم شعور سير رائحة قبل إدارة الاختبارات السلوكية التي تشمل المواد الغذائية والتفاعل الاجتماعي، أو أي الروائح تهدف للحصول على رد من الماوس. الشم أو عدم القدرة على التمييز بين الروائح المختلفة، يمكن أن يؤدي إلى ايجابيات كاذبة أو السلبيات في طائفة واسعة من النماذج السلوكية، لذلك ينبغي إنشاء قدرة الماوس على اكتشاف وتمييز الروائح قبل أن يتم إجراء أنواع أخرى من الاختبارات السلوكية.
وكان أول وصف حاسة الشم اختبار التعود / إزالة التعود في 1980s 4. وقد تم تكييف الاختبار لاستخدامها في الفئران عن طريق الدكاترة. مو يانغ وجاكلين كراولي 5. هذا اختبار بسيط وغير مكلف الذي يسمح للمحقق تهتblish أن الفأر يمكن الكشف عن والتفريق بين الروائح. بالإضافة إلى اختبار الشم، وهذا الاختبار يسمح للمحقق لمراقبة السلوك العام للفأرة وينبغي أن يتم في نظام الاختبار في وقت مبكر. ملاحظات نوعية على صعيد الحركة الماوس، وعلامات القلق، ومستوى النشاط، وردا على الروائح الاجتماعية مقابل الروائح الغذائية قد يشير المجالات الجديدة التي يمكن إجراء الاختبار تنفيذها.
في هذا الاختبار، يتم تقديم قطعة قطن مغموسة في مختلف الروائح لماوس ثلاث مرات على التوالي. مع كل عرض المتكرر للرائحة، والماوس روض إلى قطعة من القطن، وإنفاق وقت أقل التحقيق مع كل عرض لاحق. عند عرض رائحة جديدة، يحدث إزالة التعود، وسوف ماوس نموذجي قضاء المزيد من الوقت في التحقيق المسحة، مشيرا إلى أنه يمكن التمييز بين الروائح الحالية والسابقة 5. ويدير هذا الاختبار لفأر واحد في وقت واحد، وتشمل لجنة التنسيق الإدارية 45 دقيقةفترة معدن limation تليها 45 دقيقة من التجارب.
على الرغم من أن هذا الاختبار هو من السهل القيام بها يمكن استخدامها لتحقيق الأسئلة متطورة حول نظام الماوس حاسة الشم. اختبارات شعبية أخرى من الشم، مثل اختبار المواد الغذائية دفن، ببساطة تحديد وجود أو عدم وجود الشم. ومع ذلك، فإن التمييز والتعود حاسة الشم الاختبار يسمح للمحقق لتحديد أن الفأر ليس فقط لديه القدرة على اكتشاف الروائح ولكن يمكن التمييز بين الروائح المختلفة. وقد استخدم هذا النمط من التعود وإزالة التعود لإثبات أن طفرات جديدة يمكن التمييز بين الروائح 6،7. في دراسة مثيرة للدهشة، وتستخدم Fadool وزملاؤه مخاليط معقدة من الروائح تبين أن الفئران مع حذف استهداف الجين من قناة Kv1.3 هي "smellers السوبر" التي يمكن أن تميز الروائح مشابهة جدا أفضل من الفئران العادية 8.
عند النظر في نموذج الماوس خروج المغلوب جديد من المفيد أن تأسيس العهدح وجود السلوك العادي للمهام الحسية الأساسية. عند الانتهاء في وقت مبكر في نظام الاختبار، وتمييز رائحة واختبار التعود يعطي محقق الفرصة لمراقبة أي سلوكيات غريبة. يمكن لهذه الملاحظات يمنع نتائج إيجابية أو سلبية كاذبة في التجارب اللاحقة التي يمكن أن تنسب إلى التباس خصائص متحولة. وبينما يستمر الباحثون إلى السلوك الاجتماعي الحاجة للتحقق من وظيفة حاسة الشم الأساسية يصبح ذات أهمية متزايدة. بالإضافة إلى دراسة الشم في خطوط متحولة، وهذا الاختبار يمكن أن تستخدم لمعالجة مسائل محددة مثل ما إذا كان العلاج الدوائي يزيد خصيصا استجابة الحيوان للمؤثرات رائحة الاجتماعية أو في حالة زيادة استجابتها لجميع المحفزات رائحة.
Protocol
Representative Results
Discussion
النتائج الواردة في هذه الورقة هي الأمثل بالنسبة للفئران. الفئران تظهر استجابة قوية لرائحة جديدة، ثم روض بسرعة. واحدة من الخطوات الرئيسية في هذه الطريقة هو إعداد الروائح. يحتاج المحقق إلى رعاية كبيرة لعزل الروائح عن بعضها البعض لمنع التلوث. جانبا رئيسيا آخر هو عرض من ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work is supported by a Baylor University Research Council grant and by a research grant from the Epilepsy Foundation.
Materials
| Mouse cage | Allentown | Standard mouse cage | |
| Wire lid | Allentown | BCU Mouse WBL 2500 | |
| Bedding | Harlan | 7090 Sani-Chips | |
| Cotton swabs | VWR | 89031-270 | 6” wooden handle |
| Banana extract | McCormick | ||
| Almond extract | McCormick | ||
| Laboratory tape | VWR | 89098-062 | |
| Stop watch | VWR | 62374-000 | |
| Nitrile gloves | VWR | 82026 | |
| Timing device | VWR | 61161-350 | |
| 15 mL conical tubes | VWR | 89003-294 | |
| 2 L beakers | Pyrex | 1003 | |
| Parafilm | Parafilm | PM-992 | 4” x 250’ |
| 1 L bottle with cap | VWR | 89000-240 |
References
- Doty, R. L. Odor-guided behavior in mammals. Experientia. 42, 257-271 (1986).
- Restrepo, D., Arellano, J., Oliva, A. M., Schaefer, M. L., Lin, W. Emerging views on the distinct but related roles of the main and accessory olfactory systems in responsiveness to chemosensory signals in mice. Horm Behav. 46, 247-256 (2004).
- Keverne, E. B. Importance of olfactory and vomeronasal systems for male sexual function. Physiol Behav. 83, 177-187 (2004).
- Gregg, B., Thiessen, D. D. A simple method of olfactory discrimination of urines for the Mongolian gerbil, Meriones unguiculatus. Physiol Behav. 26, 1133-1136 (1981).
- Yang, M., Crawley, J. N. Simple behavioral assessment of mouse olfaction. Curr Protoc Neurosci. Chapter 8 (Unit 8 24), (2009).
- Pan, Y. W., Kuo, C. T., Storm, D. R., Xia, Z. Inducible and targeted deletion of the ERK5 MAP kinase in adult neurogenic regions impairs adult neurogenesis in the olfactory bulb and several forms of olfactory behavior. PLoS ONE. 7, e49622 (2012).
- Wesson, D. W., Levy, E., Nixon, R. A., Wilson, D. A. Olfactory dysfunction correlates with amyloid-beta burden in an Alzheimer’s disease mouse model. J Neurosci. 30, 505-514 (2010).
- Fadool, D. A., et al. Kv1.3 channel gene-targeted deletion produces ‘Super-Smeller Mice’ with altered glomeruli, interacting scaffolding proteins, and biophysics. Neuron. 41, 389-404 (2004).
- Arakawa, H., Arakawa, K., Blanchard, D. C., Blanchard, R. J. Scent marking behavior in male C57BL/6J mice: sexual and developmental determination. Behav Brain Res. 182, 73-79 (2007).
- Baum, M. J. Sexual differentiation of pheromone processing: links to male-typical mating behavior and partner preference. Horm Behav. 55, 579-588 (2009).
- Ferguson, J. N., et al. Social amnesia in mice lacking the oxytocin gene. Nat Genet. 25, 284-288 (2000).
- Yang, M., et al. Low sociability in BTBR T+tf/J mice is independent of partner strain. Physiol Behav. 107, 649-662 (2012).
- Best, J. D., et al. Non-associative learning in larval zebrafish. Neuropsychopharmacology. 33, 1206-1215 (2008).
- Wolman, M. A., Jain, R. A., Liss, L., Granato, M. Chemical modulation of memory formation in larval zebrafish. Proc Natl Acad Sci U S A. , (2011).
- Sorge, R. E., et al. Olfactory exposure to males, including men, causes stress and related analgesia in rodents. Nat Methods. 11, 629-632 (2014).
