Semplice e assistita da computer Olfattivo Test per Mice
Summary
We present a simple and unbiased olfactory test in mice. With this protocol olfactory discrimination, preference, avoidance and sensitivity to a novel odor as compared to water can be assessed in single behavioral sessions. This method is indicated for a single experimenter and analysis is based on computer-assisted video processing.
Abstract
L'olfatto è altamente conservata tra le specie ed è necessario per la riproduzione e la sopravvivenza.
Negli esseri umani, l'olfatto è anche uno dei sensi che viene colpito con l'invecchiamento ed è un forte predittore di malattie neurodegenerative. Così, test olfattivo è usato come un metodo diagnostico non invasivo per rilevare deficit neurologici presto. Al fine di comprendere i meccanismi alla base olfattiva suscettibilità rete, ricerca olfattiva nei roditori ha preso slancio negli ultimi dieci anni.
Qui, presentiamo un metodo semplice, efficiente e riproducibile test olfattivo tempo di percezione dell'odore innata e sensibilità nei topi senza la necessità di qualsiasi restrizione cibo o acqua prima. I test vengono eseguiti in un ambiente familiare per i topi, richiedono solo i profumi e 2 minuti a sessione di esposizione odorizzante. Viene eseguita l'analisi post-hoc, utilizzando i comandi del computer-assistita in ImageJ e può essere, quindi,, Effettuata dall'inizio alla fine da un ricercatore.
Questo protocollo non richiede alcun hardware o configurazione speciale ed è indicato per qualsiasi laboratorio interessati a testare percezione olfattiva e sensibilità.
Introduction
Olfatto è una delle funzioni sensoriali più sviluppate ed importanti nei mammiferi. Qualsiasi riduzione di valore di attività olfattiva possono influenzare l'assunzione di cibo, comportamento sociale e, nel peggiore dei casi, anche la sopravvivenza. Negli esseri umani, il deterioramento olfattivo è l'età dipendente 1 ed è considerato un forte predittore di disturbi neurologici 2-6. Il test di identificazione olfattiva sviluppato dalla University of Pennsylvania rappresenta attualmente uno dei più utilizzati, non invasive e quantificabili, test diagnostici che possono valutare i primi deficit neurologici 7 e prevedere con elevata probabilità la progressione della demenza 8,9.
L'accessibilità del sistema olfattivo e l'importanza dell'olfatto nei roditori, ha scatenato una linea intensa ricerca sulle funzioni meccanismi olfattivi sottostanti 10. Abbiamo precedentemente dimostrato che la perdita di funzione della recept segnalazioneo Notch1 colpisce evitamento olfattiva 11. In questo protocollo si usa topi privi del ligando segnalazione, Jagged1, in neuroni o glia per studiare le prestazioni olfattiva.
L'olfatto innata è definito da tre parametri come la percezione, discriminazione tra odori e sensibilità olfattiva 4. Test olfattivo in roditori può essere fatto in una varietà di modi e alcuni studi comportamentali fare uso di olfactometers, che forniscono l'odore all'animale in una specifica concentrazione di vapore e in un lasso di tempo preciso 12 – 14. Tuttavia, questo strumentazione è costoso e può essere disponibile solo in strutture specializzate. Nel nostro lavoro, forniamo un protocollo semplice, veloce e riproducibile test olfattivo, che viene effettuata con profumi volatili. Le prove descritte percezione misura a un attrattivo o un odore repellente e valutare la discriminazione tra il profumo e il 11,15,16 acqua. Utilizzando la stessa messa a punto, we può anche misurare la sensibilità ad un odore a diverse concentrazioni 16,17. L'elaborazione video post-hoc assistita da computer, ispirato all'opera di pagina e colleghi 18, fornisce i risultati imparziali, senza la necessità di accecamento sperimentale e consentendo una sola persona per svolgere l'intero esperimento.
Questo protocollo è destinato a fornire un punto di partenza per studiare il comportamento olfattiva nei topi.
Protocol
Representative Results
Discussion
I test proposti in questo protocollo permette di valutare diversi aspetti del comportamento olfattivo innato nei topi: percezione di odori, di discriminazione tra gli odori contro l'acqua e la sensibilità agli odori. Questo protocollo può essere applicato a qualsiasi odore secondo la preferenza e la scala evitamento precedentemente dimostrato 15. Poiché il protocollo si basa sull'attività esplorativa è importante che i topi non presentano deficit motori o ansia che possono influenzare il loro mov…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work is funded by the Swiss National Foundation (31_138429) and Synapsis Foundation for the support of research on Alzheimer’s disease.
Materials
| Mouse cage | Italplast (Italy) | 1144B | 36 cm length x 20.5 cm width x 13.5 cm height |
| Chipped wood bedding | Abedd (Austria) | LTE E-001 | 3 cm high |
| Peanut butter | Migros (Swizterland) | NA | 1:10 |
| 2-Methylbutyric | Sigma Aldrich (Switzerland) | W269514 | Pure |
| Female Urine from fertile females of same mouse strain | NA | NA | Dilution series |
| Camera | Olympus (US) | Camedia C-8080 | MOV files |
| Quicktime for Java (Windows) | Apple (USA) | NA | video plugin for visualizing MOV files |
| Image J for Windows | NIH (USA) | NA | Video Processing/Analysis |
References
- Doty, R. L., Kamath, V. The influences of age on olfaction: a review. Cognitive Science. 5, 20 (2014).
- Mesholam, R. I., Moberg, P. J., Mahr, R. N., Doty, R. L. Olfaction in neurodegenerative disease: a meta-analysis of olfactory functioning in Alzheimer’s and Parkinson’s diseases. Archives of Neurology. 55 (1), 84-90 (1998).
- Moberg, P. J., et al. Olfactory Dysfunction in Schizophrenia: A Qualitative and Quantitative Review. Neuropsychopharmacology. 21 (3), 325-340 (1999).
- Kovács, T. Mechanisms of olfactory dysfunction in aging and neurodegenerative disorders. Ageing Research Reviews. 3 (2), 215-232 (2004).
- Barrios, F. A., et al. Olfaction and neurodegeneration in HD. Neuroreport. 18 (1), 73-76 (2007).
- Doty, R. L. Olfaction in Parkinson’s disease and related disorders. Neurobiology of Disease. 46 (3), 527-552 (2012).
- Doty, R. L., Shaman, P., Dann, M. Development of the University of Pennsylvania Smell Identification Test: a standardized microencapsulated test of olfactory function. Physiology & Behavior. 32 (3), 489-502 (1984).
- Devanand, D. p., et al. Olfactory Deficits in Patients With Mild Cognitive Impairment Predict Alzheimer’s Disease at Follow-Up. American Journal of Psychiatry. 157 (9), 1399-1405 (2000).
- Conti, M. Z., et al. Odor Identification Deficit Predicts Clinical Conversion from Mild Cognitive Impairment to Dementia Due to Alzheimer’s Disease. Archives of Clinical Neuropsychology. 28 (5), 391-399 (2013).
- Keller, A., Vosshall, L. B. Better Smelling Through Genetics: Mammalian Odor Perception. Current opinion in neurobiology. 18 (4), 364-369 (2008).
- Brai, E., et al. Notch1 activity in the olfactory bulb is odour-dependent and contributes to olfactory behaviour. European Journal of Neuroscience. 40 (10), 3436-3449 (2014).
- Larson, J., Hoffman, J. S., Guidotti, A., Costa, E. Olfactory discrimination learning deficit in heterozygous reeler mice. Brain Research. 971 (1), 40-46 (2003).
- Alonso, M., et al. Olfactory Discrimination Learning Increases the Survival of Adult-Born Neurons in the Olfactory Bulb. The Journal of Neuroscience. 26 (41), 10508-10513 (2006).
- Wesson, D. W., Keller, M., Douhard, Q., Baum, M. J., Bakker, J. Enhanced urinary odor discrimination in female aromatase knockout (ArKO) mice. Hormones and behavior. 49 (5), 580-586 (2006).
- Kobayakawa, K., et al. Innate versus learned odour processing in the mouse olfactory bulb. Nature. 450 (7169), 503-508 (2007).
- Witt, R. M., Galligan, M. R., Despinoy, J., Segal, R. Olfactory Behavioral Testing in the Adult Mouse. Journal of Visualized Experiments JoVE. (23), (2009).
- Lee, A. W., Emsley, J. G., Brown, R. E., Hagg, T. Marked differences in olfactory sensitivity and apparent speed of forebrain neuroblast migration in three inbred strains of mice. Neuroscience. 118 (1), 263-270 (2003).
- Page, D. T., et al. Computerized assessment of social approach behavior in mouse. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 3, 48 (2009).
- Nyfeler, Y., et al. Jagged1 signals in the postnatal subventricular zone are required for neural stem cell self-renewal. Embo J. 24 (19), 3504-3515 (2005).
- Tong, M. T., Peace, S. T., Cleland, T. A. Properties and mechanisms of olfactory learning and memory. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 8, (2014).
- Corthell, J., Stathopoulos, A., Watson, C., Bertram, R., Trombley, P. Olfactory Bulb Monoamine Concentrations Vary with Time of Day. Neuroscience. 247, 234-241 (2013).
- Lehmkuhl, A. M., Dirr, E. R., Fleming, S. M. Olfactory assays for mouse models of neurodegenerative disease. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (90), e51804 (2014).
