Summary
Denne artikel beskriver, hvordan man udfører seksuelle adfærdstest i hanmus.
Abstract
Seksuel adfærd er meget artsspecifik. Selv om gnavere har lidt forskellige seksuelle adfærd, mus og rotter har en lignende seksuel adfærdsmønster. Formålet med denne artikel er at beskrive hormon-induceret estrus ovariectomized kvindelige model og den eksperimentelle procedure for vurdering af seksuel adfærd af mandlige mus. De vigtigste seksuelle adfærdsmæssige elementer er demonstreret i videoen og illustrationer. De kritiske trin, fordele, og begrænsninger af seksuel adfærd test er forklaret så godt. Endelig er adfærd parametre præsenteres, og montering, intromission, og ejakulation processer i parring skelnes. Adfærdsmæssige parametre vurderes ud fra den forekomne varighed og tæller i testperioden.
Introduction
Seksuel adfærd hos modne hanmus skyldes samspillet mellem en række beslægtede og indbyrdes afhængige hormonelle systemer og neurale systemer i forskellige hjernekredsløb1. Det kræver også udviklingserfaringer, læring, kontekst og en passende partner. Adfærdsanalyse er en vigtig refleksion over neurale eller neurokritiske funktion. Derfor har seksuel adfærd undersøgelse af dyremodeller været meget udbredt i adfærdsmæssige neurovidenskab og andre relaterede forskning2. Ethogram af seksuel adfærd hos gnavere er blevet forklaret i mange artikler og bøger1,3,4. For eksempel har Scahs og Barfields beskrivelse af seksuel adfærd hos rotten5 hjulpet med at forstå et lignende adfærdsmønster hos mus5. Musen er en af de mest almindeligt anvendte emner for adfærdsmæssige undersøgelser. Hull et al.6 gav en detaljeret introduktion af mandlige mus seksuel adfærd: Når en mandlig mus støder på en kvinde, det begynder at undersøge den anogenitale region af den kvindelige. Derefter presser hannen sine forreste poter mod hunnens flanker for at montere hunnen bagfra. Hunnen udviser en karakteristisk seksuelt modtagelig kropsholdning, bøjer rygsøjlen ned i en bue og flytter halen til den ene side af kroppen, udsætter en åbning introitus for seksuel penetration af den mandlige (dvs. lordosis). Efter monteringen, hannen gør hurtig, lavvandede bækken fremstød, efterfulgt af langsomme og dybe vaginal eder. Efter talrige intromissioner, en langvarig stak resulterer i sædafgang af sæd, hvor den mandlige mus kan fryse for omkring 25 s før afmontering eller falder ud fra den kvindelige6. Ved sædafgang kan hannen mus tilbehør kirtler producere en blanding, der indeholder sæd, der hærder til at danne copulatory stikket. Endelig, efter sædafgang, den mandlige begynder genital grooming og viser en manglende interesse i den kvindelige. Kort sagt, den grundlæggende sekvens af mandlige seksuel adfærd består af sniffing, følgende, montering, intromission, ejakulation, og post-ejakulation grooming. Mus seksuel adfærd udviser stamme forskelle. For eksempel spænder ejakulation sene fra 594 til 6943 s, og antallet af intromissions spænder fra 5 til mere end 100. Post-ejakulation ventetider spænder fra 17 til 60 min. Men indførelsen af en roman kvinde kan falde dette tidsinterval. I nogle tilfælde, de mandlige ejakulerer på den første intromission med den nye kvindelige7.
De store begivenheder for evaluering af seksuel adfærd er stigende, intromission, og sædafgang. Adfærdsmæssige forskere har anbefalet måling af ikke kun hyppigheden af hver handling, men også dens latenstid og tidsinterval5,8. Nogle større måleindikatorer i tidligere undersøgelser omfatter: antal mounts, antal intromissioner, mount latency, intromission latenstid, ejakulation latenstid, post-ejakulerende mount latency (eller post-ejakulatoriske intervaller), post-ejaculatory intromission latenstid, antal copulatory serien, og varigheden af copulatory serien. Park et al.8 og Sachs et al.5 beskrev, hvordan man identificerer hver handling af montering, intromission og ejakulation af gnavere. Montering er defineret som den mandlige montering hunnen bagfra, palpating hendes flanker med hans forben, og stak hans penis hurtigt og gentagne gange uden penis indsættelse. Intromission, også kendt som penis indsættelse, er identificeret ved en eller flere af følgende handlinger: en lang, dyb stak efter hurtige lavvandede fremstød, en hurtig spark med et bagben, og en markant lateral tilbagetrækning af hannen fra hunnen. Ejakulation er identificeret ved en terminal bækken stak, der er langsommere og dybere end en intromission og en reduktion i højden af bagbenet. En copulatory serie er identificeret ved hver sekvens fra montering til sædafgang. Definitionerne af adfærdsmæssige parametre, der anvendes i denne undersøgelse er opført som følger: 1) Montering latenstid: tiden fra indførelsen af den kvindelige til den første montering af den mandlige; 2) Intromission latenstid: tiden fra indførelsen af den kvindelige til første intromission; 3) Ejakulation latenstid: tiden fra den første intromission til første sædafgang (generelt efter den sidste bækken stak); 4) Post-ejakulerende mount latenstid: tiden fra sædafgang til den næste montering; 5) Post-ejakulatoriske intromission latenstid: tiden fra ejakulation og den næste intromission; 6) Antallet af mounts: antallet af montering gange før første sædafgang; 7) Antal intromissioner: antallet af intromissioner før den første sædafgang; 8) Antal copulatory serier: antallet af copulatory serien i observationsperioden; 9) Varighed af copulatory serien: tidspunktet for alle copulatory serien i observationsperioden.
Seksuel adfærd og relateret adfærd kan udføres i enten den mandlige hjem bur eller i en lukket arena, blandt hvilke et apparat kaldet Rissman’s “No Secrets” spejlet boks er indført for at observere parring adfærd3. Et videokamera placeres foran kassen for samtidig at optage musenes handling fra et sideværts synspunkt og gennem et spejl fra en ventral visning. Men denne metode kræver stærkt lys, hvilket uundgåeligt fører til længere tilvænning for at eliminere miljøbelastning hos mus. Med hensyn til målemetoden anbefales videobaseret adfærdsanalyse at registrere og kvantificere adfærd4. En videooptager, der har en frame-by-frame video forhånd mulighed med anbefalede lukkertider større end 1 / 1000 s kan bruges til at optage hurtige musebevægelser. Det infrarøde kamera med høj opløsning er nødvendigt, når du optager i et mørkt miljø. For at analysere filmen, en computer med en ramme grabber at tillade de enkelte rammer af adfærd, der skal fanges for computer manipulation er nødvendig. Mus er ekstremt alsidige og kan vise kompenserende adfærd efter næsten enhver behandling. Tvetydighed kan eksistere omkring hver bevægelige kropsdel4. Derfor kan analysen af nogle adfærd kræver endnu større opløsning og højere hastighed kameraer.
Mandlig seksuel adfærd hos mus påvirkes af mange faktorer, herunder stammeforskelle, hormonændringer og genmutantioner1,3,9,10. McGill og Blight11 illustrerede stammeforskellene i museparringsadfærd. For eksempel, C57BL/6 hanner typisk få intromission hurtigt og ejakulere i omkring 20 min11. DBA/2 hanner er langsomme til at få intromission, men ejakulere hurtigt. BALB/ c hanner er langsomme til at opnå sædafgang (gennemsnitlig ventetid på 1 h) på grund af en lang periode med frieri11. Testosteron letter og fastholder mandlig seksuel adfærd2,og ændringer i testosteronniveauer kan ændre seksuel adfærd ydeevne12. Både kirurgisk kastration og antiandrogen behandling kan reducere niveauet af testosteron og resultere i et hurtigt fald i seksuel adfærd og endda seksuel motivation og seksuel ophidselse13. Administreret testosteron kan genoprette præcopulatory og copulatory adfærd i kastrerede mus. Endelig, knockout og knockdown mus vise forskelle i facetter af seksuel adfærd i forhold til vilde type mus. For eksempel, mandlige mus med målrettede mutationer af Adcy3, Cnga2, og Gnao udviser en reduceret evne til at opdage feromoner, mens Trpc2 knockout mus viser ændret partner præference14,15,16. Andre virkninger af transgenics og knockouts på seksuel adfærd af mus forklares ved Crawley3.
Her, en af de mest almindelige procedurer for at vurdere seksuel adfærd i parring af en mandlig mus med en ovariectomized kvinde, der er blevet hormonelt primet at være modtagelig er beskrevet. En eksperimentel protokol præsenteres for at udføre seksuelle adfærdeksperimenter i mus. Derudover vises et eksempel på ændrede seksuelle adfærdsmønstre som følge af social isolation i CD-1-mus.
Protocol
Representative Results
Discussion
Der er et par kritiske trin i den præsenterede protokol. Med hensyn til ovariektomi af kvinder, kirurgi indsnit åbning fra bagsiden er mindre skadelig end fra maven. I betragtning af, at placeringen af æggestokkene er dyb, trække andre organer, når snittet er skåret åben fra maven ofte fører til blødning og resulterer i uklart kirurgisk syn20. Vi udførte snittet på bagsiden for at nå æggestokken nemt og forkorte den kirurgiske tid, samt for at sikre sikkerheden af operationen.
<p …Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vi takker Lu Cong, Zhang Hongxia, Zhang Beiyue og Hu Mi for deres forslag til eksperimenterne.
Materials
| Choral hydrate | Sinopharm Chenmical Reagent Co., Ltd. | 20160225 | |
| Coated VICRYL Plus Sutures | Ethicon, Inc. | missing | |
| Estradiol benzoate | J&K Scientific, Ltd. | L930Q170 | |
| Ethanol absolute | Beijing Chemical Works Co., Ltd. | 20160715 | |
| Ibuprofen (Children's Motrin) | Shanghai Johnson & Johnson Co., Ltd. | 160629478 | |
| Isoflurane | RWD Life Science Co., Ltd. | 217180501 | |
| Lidocaine | HebeI Tiancheng Pharmacreutical Co., Ltd. | 1170506107 | |
| Male and female CD-1 mice | Vital River Beijing | SCXK( )2013-0023 |
|
| Olive oil | |||
| Penicillin sodium | North China Pharmaceutical Co., Ltd. | F5126420 | |
| Progesterone | J&K Scientific, Ltd. | LR50Q07 | |
| Sony digital camera | Sony Corporation | HDR-CX290E | |
| Test box | DIY | ||
| ThinkStation Computer | Lenovo | S/N PCOGLQKG | |
| Vaporizer for Isoflurane | RWD Life Science Co., Ltd. | E05904-009M |
References
- The staff of the Jackson laboratory. . Biology of the Laboratory Mouse. , (2007).
- Burns-Cusato, M., Scordalakes, E. M., Rissman, E. F. Of mice and missing data: what we know (and need to learn) about male sexual behavior. Physiology & Behavior. 83 (2), 217-232 (2004).
- Crawley, J. N. . What’s Wrong With My Mouse?. , (2006).
- Whishaw, I. Q., Haun, F., Kolb, B., Windhorst, U., Johansson, H. Analysis of Behavior in Laboratory Rodents. Modern Techniques in Neuroscience Research. , (1999).
- Sachs, B., Barfield, R. . Functional Analysis of Masculine Copulatory Behavior in the Rat. 7, (1976).
- Hull, E. M., Dominguez, J. M. Sexual behavior in male rodents. Hormones and Behavior. 52 (1), 45-55 (2007).
- Mosig, D. W., Dewsbury, D. A. Studies of the copulatory behavior of house mice (Mus musculus). Behavioral Biology. 16 (4), 463-473 (1976).
- Park, J. H., Gould, T. Assessment of Male Sexual Behavior in Mice. Mood and Anxiety Related Phenotypes in Mice. 63, (2011).
- Bonthuis, P. J., et al. Of mice and rats: key species variations in the sexual differentiation of brain and behavior. Frontiers in Neuroendocrinology. 31 (3), 341-358 (2010).
- Levine, L., Barsel, G. E., Diakow, C. A. Mating behaviour of two inbred strains of mice. Animal Behavior. 14 (1), 1-6 (1966).
- McGill, T. E. Sexual Behavior in Three Inbred Strains of Mice. Behaviour. 19 (4), 341 (1962).
- James, P. J., Nyby, J. G. Testosterone rapidly affects the expression of copulatory behavior in house mice (Mus musculus). Physiology & Behavior. 75 (3), 287-294 (2002).
- Arteaga-Silva, M., Rodriguez-Dorantes, M., Baig, S., Morales-Montor, J. Effects of castration and hormone replacement on male sexual behavior and pattern of expression in the brain of sex-steroid receptors in BALB/c AnN mice. Comparative Biochemistry and Physiology – Part A: Molecular & Integrative Physiology. 147 (3), 607-615 (2007).
- Zhang, Z., et al. Deletion of Type 3 Adenylyl Cyclase Perturbs the Postnatal Maturation of Olfactory Sensory Neurons and Olfactory Cilium Ultrastructure in Mice. Frontiers in Cellular Neuroscience. 11, 1 (2017).
- Mandiyan, V. S., Coats, J. K., Shah, N. M. Deficits in sexual and aggressive behaviors in Cnga2 mutant mice. Nature Neurosciemce. 8 (12), 1660-1662 (2005).
- Choi, C. I., et al. Simultaneous deletion of floxed genes mediated by CaMKIIalpha-Cre in the brain and in male germ cells: application to conditional and conventional disruption of Goalpha. Experimental & Molecular Medicine. 46, 93 (2014).
- Pelch, K. E., Sharpe-Timms, K. L., Nagel, S. C. Mouse model of surgically-induced endometriosis by auto-transplantation of uterine tissue. Journal of Visualized Experiments. (59), e3396 (2012).
- McLean, A. C., Valenzuela, N., Fai, S., Bennett, S. A. Performing vaginal lavage, crystal violet staining, and vaginal cytological evaluation for mouse estrous cycle staging identification. Journal of Visualized Experiments. (67), e4389 (2012).
- Liu, Z. W., et al. Postweaning Isolation Rearing Alters the Adult Social, Sexual Preference and Mating Behaviors of Male CD-1 Mice. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 13, 21 (2019).
- TIan, E. P., Long, T., Qin, D. N. Establishment and applications of mating model in male rat. Chinese Journal of Andrology. 22 (1), 7-10 (2008).
- . Anesthesia Guidelines: Mice Available from: https://www.researchservices.umn.edu/services-name/research-animal-resources/research-support/guidelines/anesthesia-mice (2019)
- Leypold, B. G., et al. Altered sexual and social behaviors in trp2 mutant mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 99 (9), 6376-6381 (2002).
