Summary
Här presenterar vi ett protokoll för att kvantifiera boet bygga beteende hos möss, som är kända för att vara nedsatt i flera neurologiska sjukdomar och sjukdomar. Detta protokoll undersöker nyttan av fyra material och ger möjlighet att kvantifiera bedömare avtalet i scoring, förbättra giltigheten och tillförlitligheten av analysen.
Abstract
Nest Building är ett medfödda beteende hos manliga och kvinnliga gnagare, även när de höjs i laboratoriemiljöer. Som sådan, många forskare tillhandahåller gnagare syntetiska och/eller naturliga material (såsom garn, vävnad, bomull, papper och hö) som en mätare på deras övergripande välbefinnande och som en underordnad bedömning att förutsäga en eventuell försämring av kognition. Ändringar i kapslade beteenden, till exempel underlåtenhet att skapa ett bo, indikerar en förändring i hälsa eller välfärd. Dessutom, häckande beteende är känsligt för många miljömässiga och fysiologiska utmaningar, liksom många genetiska mutationer underliggande patologiska sjukdomstillstånd. Följande protokoll beskriver en kapsling beteende paradigm som utforskar användningen av fyra typer av häckande material. Dessutom använder protokollet intraclass korrelationer för att visa att Inter-bedömare tillförlitlighet är högre när Bon är konstruerade av strimlad papper jämfört med andra vanliga häckande material såsom bomull torg, papper vändningar, och mjuk COB Sängkläder. Den valda metoden och statistiska överväganden (dvs. intraklass korrelation) för denna analys kan vara av intresse för dem som utför experiment som bedömer kvaliteten på levande möss.
Introduction
Nest Building är ett medfödd beteende hos många djur som fåglar, fiskar, gnagare och stora apor, och det lockar mer uppmärksamhet för dess potentiella nytta i studiet av neurologiska sjukdomar och störningar som kännetecknas av minskat välbefinnande och nedsatt aktiviteter av dagligt uppehälle1. Möss, både manliga och kvinnliga, bygga på liknande storlek Bon för reproduktionsändamål, värme bevarande, och skydd; ännu viktigare, de fortsätter att göra det även när de höjs i laboratorie inställningar2. Hess, Petrovitj, och Goodwin3 hävdar att biologiskt lämpliga stimuli är avgörande för att inducera biologiskt lämpliga beteenden såsom häckande; emellertid, en mängd naturliga och konstgjorda material, såsom hö, hampa, bomullsgarn, pappersremsor, bomull Dental bollar, och pressade bomulls rutor, har använts för att bedöma Nest Building Behavior2. Förändringar i dessa häckande beteenden (dvs. underlåtenhet att skapa ett bo ur det medföljande materialet) i allmänhet indikerar en förändring i hälsa eller välfärd. I de flesta fall, en brist på boet byggnad tillskrivs flera faktorer som negativt påverkar välbefinnande. Sådana exempel som alla effektivt har minskat kvaliteten på boet byggnad i möss inkluderar extrema temperaturer; smärtsam stimulering; inducerad sjukdom och infektion; genetiska mutationer; och hjärnskador i mediala preoptic områden, septum, och Hippocampus4,5,6.
Alzheimers sjukdom är en progressiv neurodegenerativ sjukdom som kännetecknas av förlust av hjärnvävnad, ansamling av extracellulära amyloid-β plack, och intracellulära neurofibrillära trassel består hyperfosforylerade mikrotubuli-associerade protein, Tau7. Dessutom, Alzheimers sjukdom kännetecknas av, framför allt, underskott i inlärning och minne och försämringar av aktiviteter i dagligt liv. Hos möss undersöks dagliga aktiviteter vanligen via dygns hjul-Running8,9,10,11, även om nya alternativ, såsom häckning, växer i popularitet. Häckning har visat sig vara känslig för manipulationer (t. ex. genetiska mutationer, miljömässiga stressfaktorer) som har identifierats som riskfaktorer och/eller orsaker till Alzheimers sjukdom. Som sådan, häckar kan användas som en extra eller kompletterande test i många mus stammar som modell de egenskaper av Alzheimers sjukdom. Till exempel, Deacon och kollegor12 uppmätta boet bygga Tg2576 möss med den svenska amyloid föregångare protein (appswe) och presenilin 1 (ps1) genetiska mutationer. Kvaliteten på Bon byggda av grupp-inrymt Tg2576 möss var signifikant värre än vildtyp kontroller på både 3-och 12-månaders ålder. I samförstånd med dessa fynd rapporterade Filali et al.13 att ensamma inhysta appswe/ps1 manliga möss givet två stycken 5 x 5 cm bomull byggt betydligt fattigare Bon som klassad på en skala från 1-5 (1 = nestlet inte vidrörda, 5 = ett nära perfekt bo). Transgena möss konsekvent byggt sämre Bon på 6-, 9-, och 12-månaders ålder jämfört med deras vildtyp motsvarigheter, och i vissa fall, appswe/ps1 möss helt misslyckats med att bygga ett bo ur den medföljande bomull.
Tidigare forskning från vårt labb har visat att vildtyp C57BL/6j möss bygga betydligt bättre Bon av bomull torg jämfört med CRND8 och CRND8/E4 möss9. Men de flesta experiment med pressade bomulls rutor verkar vara varierande, med vildtyp möss som inte visar förväntade höga poäng jämfört med transgena möss som förväntas Visa mycket låga poäng i kapsling2, vilket delvis kan leda till en brist på skillnader i uppskattade parametrar (dvs. medel skillnader) och statistisk signifikans. Avsaknaden av skillnader kan bero delvis på otillräcklig åldrande möss eller tid som avsatts för häckning. Alternativt kan häckande material vara en ytterligare utmaning, vilket resulterar i mer variation på grund av forskarnas metodologiska preferenser i kvantitet och typ av material, som även kan interagera med musen stam. Till exempel, Robinson-Junker och kollegor14 förutsatt bearbetade eller obearbetade strömaterial av olika storlekar (dvs små eller stora flingor) till C3H/hencrl möss och BALB/canncrl möss, som vanligen observeras, respektive, som fattiga och starka Nest Builders. När den tillhandahålls obearbetade sängkläder, C3H möss byggda mindre komplexa, men liknande i kvalitet Bon jämfört med BALB/c möss. Likaså, Martin och kollegor15 jämfört boet komplexitet olika häckande material som ges till rådjur möss, en avlägsen släkting till mus Musculus arter som har distinkta evolutionära skillnader (dvs., mer benägna att håla i träd och vegetation och är mer aktiva i fångenskap), men får liknande skötsel som vanliga laboratoriemöss och bygger Bon ur alla tillgängliga mjuka, fibrösa material16,17,18. Honor och uppfödare med valpar i hem buren byggde mer komplexa Bon än hanar, och författarna föreslår att dessa beteendemässiga skillnader kan bero på associerade förändringar i Progesteronkoncentrationer i hjort möss15. Ännu viktigare, möss byggt mer komplexa Bon består av brunt papper följt av bomull torg och cylindrar bomull, och de minst komplexa Bon byggdes av vitt papper och spridda mini-bomull torg.
Trots den växande populariteten av häckande, överväganden om vetenskapligt giltiga, kostnadseffektiva och tidskänsliga praxis är minimalt diskuteras. Med tanke på de ovan nämnda metodologiska och ekonomiska utmaningarna undersöker detta protokoll nyttan av olika häcknings material – bomulls rutor, pappersvändningar, strimlad papper och bearbetade sängkläder – i häckande beteenden. Specifikt, vi tillhandahöll alla häckande material till både åldern C57BL/6j vildtyp kontroller och Alzheimers sjukdom APOE e4 möss för att undersöka eventuella genotyp av material interaktioner i häckande kvalitet. Dessutom försökte försöket att bedöma Inter-bedömare tillförlitlighet av Bon byggda av olika material. Sammantaget visar detta protokoll överlägsenheten av ett häckande material i detta prov-strimlad papper-i form av Nest kvalitet och målskytt avtal, med avsikt att förbättra giltigheten och tillförlitligheten i den häckande analysen.
Protocol
Alla förfaranden godkändes av George Mason University institutionella djuromsorg och användning kommittén och är i enlighet med riktlinjer som anges av bedömning och ackreditering av laboratoriedjur omsorg.
1. djur och överväganden före bedömningen
- För detta protokoll, använda vuxen, 9-12-månad-gammal C57BL/6j (n = 10) (Stock # 000664) vildtyp möss och APOE e4 möss (n = 11) från en hemizygous J20 (lager #006293) x homozygot APOE e4 (Stock #012307) Cross.
- I bostads rummet, grupp-hus möss med littermates av samma kön med lämplig berikning (t. ex. för detta protokoll, möss tillhandahölls ett löp hjul, Igloo, och en liten nylon tugga leksak). Grupp-hus 4-6 honmöss, och 4 hanar i en 356 mm L x 485 mm b x 218 mm H hem bur.
Obs: forskare kan överväga att genomföra strategier före och/eller efter häckning för att undvika bur-Mate aggression när möss återinförs efter häckande prövningar. Sådana strategier kan innefatta, men är inte begränsade till, daglig hantering före beteendemässiga tester för att bättre anpassa sig möss till hantering under beteendemässiga tester, forskare och djurhållning personal19, separera och individuellt bostäder aggressiva möss, eller minska antalet möss i homecage20, beroende på svårighetsgraden av i buren slåss, observerade sår21, etc.
2. rum och häckande set-up
- Se till att varje mus Slutför fyra försök (1 material per prov). Randomisera ordningen på häckande material för varje mus för att undvika en order effekt.
- Förbered burarna i ett separat provnings rum. Registrera miljöförhållanden (t. ex. 22,2 – 22,3 ° c, 45-47% luftfuktighet, lampor på 9:00 AM – 9:00 PM) så att de är konsekventa över prövningar och är identiska med bostads rummet. Ge mat och vatten AD libitum.
- Tilldela varje mus ett slumpmässigt ID-nummer eller en bokstav. Fäst det slumpmässiga ID-kortet på en 29,2 x 18,4 cm bur.
- Registrera den ursprungliga djur-ID/tagg och annan nödvändig identifiering i en koloni rekord för att säkerställa att assistenter och djurhållning personal förblir blinda för förhållanden.
- Slumpmässigt Beställ bur placering i testrum så att vildtyp och transgena möss inte är olämpligt separerade (dvs, på motsatta sidor av rummet, på separata hyllor, etc.).
- Förbered häckande material genom att tillräckligt täcka botten av buren. Använd cirka 100 g torrvikt av majskolv sängkläder för torget, twist, och strimlad papper prövningar, och cirka 100 g av den mjuka COB sängkläder för den mjuka COB rättegång.
- Om du använder en bägare för att skingra häckande material, fyll sedan bägaren högst 100 ml med majskolv sängkläder eller mjuka COB sängkläder.
- Placera det första häckande materialet i sekvensen innan du introducerar musen i buren. Detta protokoll utnyttjas (1) en enda pressad bomull kvadrat, (2) en enda papper twist, (3) 100g av mjuka COB sängkläder endast (dvs., inga extra sängkläder eller häckande material till), och (4) 2,5 g ren (ingen bläck), strimlad vit skrivare papper skuren i 5-7cm remsor. Disperse häckande material som visas i figur 1 (baseline).
Bild 1: bur set-up för varje material. Alla möss avslutade en studie med varje typ av material för sammanlagt fyra prövningar. Corncob sängkläder fodrad hela botten av burar som innehåller en pappers twist, en pressad bomull kvadrat, och strimlad papper. Mjuka COB sängkläder var jämnt spridda över buren för att uppmuntra möss att skilja ut de små bomulls torgen från corncob. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
3. häckande rättegång
- Börja den första häckande prövningen vid samma tidpunkt på dagen i början av ljus cykeln (t. ex. 9:00 AM).
- Ta med den homecage som innehåller mössen i testrummet. Ta bort varje mus från homecage och placera den i sin tilldelade häckande bur med det material som redan placerats i buren. Returnera hem burarna till bostads rummet.
- Låt möss slutföra 1 rättegång för 24 h ostörd.
- 24 h efter starten av den första rättegången, återgå till testrummet.
- Ta försiktigt bort locket på buren och fotografera varje mus boet, fånga den tilldelade ID i fotografiet och minimera utseendet på alla material utanför buren.
Obs: vänta tills musen för att flytta bort boet innan du försöker ta bort den från buren. Det rekommenderas starkt att fotografera boet medan musen är i buren men utanför boet. Försök att ta bort musen från buren innan fotografering kan potentiellt orsaka musen för att bli skrämde, alltså gå ovanpå, och skingra, häckande material. - Ta försiktigt bort musen från den häckande buren och placera den i en tillfällig hållande bur. Kassera sängkläder och eventuella häckande material, ersätta sängkläder och ge nästa häckande material i sekvensen, och returnera musen till den häckande buren.
- Upprepa vid behov för att få poäng för alla 4 prövningar. Det rekommenderas att använda strimlad papper och åtföljande bedömningskriterier, även om forskarna kan vara intresserade av att använda de alternativa material som diskuteras i detta protokoll.
- När alla prövningar är kompletta, returnera möss till sina hem burar. Observera möss för potentiellt aggressivt beteende. Aggression kan förekomma hos äldre vildtyp hanar.
Anmärkning: vid tillämpningen av detta protokoll testades möss en gång vid ungefär 9 – 12 månaders ålder. Kapsling bör utföras i flera åldrar (dvs, vid en tidigare ålder, beroende på den valda stammen, före uppkomsten av fenotypiska egenskaper) för att dokumentera minskningen av häckande kapacitet över tiden och visa den sannolika orsakande roll neurodegeneration.
4. bedömning och bedömning av Inter-bedömare tillförlitlighet
- Ge baslinje bilder för varje häckande material till minst 2 individer blinda för studien. Även om det inte krävs, se till att SCORERS är bekanta med begreppet häckande. Vid träning av SCORERS, ge en rad exempel Bon (t. ex. figur 2 för strimlad papper) att bekanta SCORERS med varje typ av material (om tillämpligt) och bedömningskriterier.
- Utvärdera varje bo på en skala från 1 – 5 med hjälp av följande skala information (anpassad från Deacon, 2006)2. Se figur 2 som exempel scoring med strimlad papper.
- Tilldela en poäng på 1 när strimlad papper eller små rutor förblev utspridda i buren, eller bomull torget eller twist förblev orörd;
- Tilldela en poäng på 2 när en del av materialet byggdes i ett bo, men över 50% av materialet inte användes för boet konstruktion (dvs, förblev utspridda eller majoriteten av det ursprungliga materialet förblev orörd);
- Tilldela en poäng på 3 när en märkbar boet byggdes, men flera stycken var fortfarande utspridda;
- Tilldela en poäng på 4 när nästan allt material användes för boet, men några bitar av material förblev utspridda eller var nära boet;
- Tilldela ett poäng på 5 när allt material användes för att göra ett identifierbart bo.
Obs: SCORERS bör ta pauser och återbesök baslinjen bilder för att undvika trötthet och bias under scoring förfarande. SCORERS bör inte diskutera poäng med varandra för att undvika bias. SCORERS bör diskutera poäng efter scoring är klar, eller om ytterligare diskussion behövs för att ändra poäng, vilket kan potentiellt lösa problem med intraklass korrelationer (ICC). Intraklass korrelationer kommer att utföras med hjälp av stegen som anges i avsnitt 4,2.
Figur 2: exempel på poäng genom att använda kriterierna för strimlad papper, det föredragna materialet. Från vänster till höger: 1 – det strimlad papperet förblev orörd; 2 – en del av papperet uppfördes i ett bo, men de flesta bitarna förblev utspridda; 3 – ett märkbart bo byggdes, men flera stycken var fortfarande utspridda. 4 – de flesta stycken användes för boet, men vissa stycken var utspridda nära boet. 5 – alla bitar användes för att göra boet. Observera att på fotografierna visas djurets tilldelade nummer för att undvika avbländande. Kortets färg är slumpmässig. Forskarna bör tillåta musen att stanna kvar i buren för att undvika häpnadsväckande musen, som potentiellt skulle kunna skingra boet. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
- Samla in och ange Poäng och formatera datafilen så att varje målskytt Poäng för varje material finns i separata kolumner.
Anmärkning: om du använder kompletterande fil 1, Observera att kodnings skript för denna analys kräver fri, öppen källkod mjukvaror (t. ex. , IRR paket i RStudio)22,23. Skriptet tar bort rubriker och ämnen variabler (dvs översta raden och djur-ID) för att utföra intraklass korrelation (ICC). Kör skriptet för att genomföra en tvåvägs, avtal, medelvärden mäter ICC genom att belysa den avgränsade delen av koden och trycka Ctrl + Enter eller Command + Enter. - Jämför ICC med befintliga kriterier24,25,26. Vanligtvis motsvarar ICC-värden över 0,80 starka Inter-rater tillförlitlighet, motiverar Poäng som ska beräknas vid en given tidpunkt (kompletterande fil 2).
- Använd samma ICC-kriterier för tillförlitlighet inom bedömare, vilket kan vara av intresse för de som utför poängsättningen för första gången.
Varning: SCORERS bör Poäng samma fotograferade Bon inom en vecka efter den inledande bedömningen. Fortsätt med försiktighet med medelvärdes data när ICC är låg, eftersom detta kan skeva data eller producera null-resultat. Om ICC-värden är låga, sedan (1) ytterligare utbildning för SCORERS kan krävas, (2) SCORERS kan behöva diskutera deras resonemang för Nest poäng, (3) en annan oberoende granskare kan behövas för att göra en dom samtal om poängen, eller (4) intra-rater tillförlitlighet kan behöva bedömas. Om tillförlitligheten hos intra-bedömare är dålig kan ytterligare utbildning eller en annan målskytt krävas.
5. statistiska överväganden
- Genomföra statistiska analyser, i förekommande fall. För data som inte bryter mot normalitetsantaganden men använder flera material för varje mus (d.v.s. en inom-ämnen-effekt) använder du en blandad analys av varians (ANOVA).
- Om du använder koder som tillhandahålls som kompletterande filer, Ladda ner ytterligare tilläggspaket som anges i skriptet27,28,29,30.
- Om du utför en blandad ANOVA med hjälp av den medföljande skriptet, kör skriptet för att konvertera alla wide-format datafiler till lång format (dvs istället för variabler upprepas över kolumner, konvertera cellerna för att upprepa över rader). En exempeldatafil ingår i detta manuskript för att demonstrera hur man konverterar en datafil från wide-format till lång format.
- Utföra blandade ANOVA, som anges i skriptet. Observera att om Mauchly test av Sphericity kränks, sedan genomföra korrektionsfaktorer såsom växthus-Geisser korrigering.
- Utföra alla nödvändiga Posthoc tester för att undersöka skillnader mellan faktorer med mer än 2 nivåer, som anges i kodnings skriptet. I detta exempel, genomföra Bonferroni Posthoc tester för att jämföra de olika typerna av häckande material.
Anmärkning: om du bara använder ett häckande material, då inte införliva en within-ämnen faktor. Om insamlingen av data vid flera tidpunkter emellertid omfattar dessa upprepade åtgärder som om nivåerna av en faktor inom ämnena.
Anmärkningar: i vissa fall kan vildtyp möss ha perfekta Poäng och därmed kommer att uppvisa en tak effekt, vilket leder till en icke-normalfördelning2. Överväg lämpliga statistiska tester (t. ex. icke-parametriska tester med alternativa mått på Central tendens och spridning), normaliserings metoder eller robusta metoder (blandade effekter modellering för upprepade åtgärder) när du analyserar data.
Representative Results
Resultat från de fyra olika häckande materialen till vildtyp och APOE e4 möss förklaras enligt följande. Baserat på befintliga kriterier, ICC visade en stark överenskommelse mellan alla tre kodare för alla fyra häckande material (strimlad papper ICC = 0,94; Square ICC = 0,91; sängkläder ICC = 0,87; twist ICC = 0,87); Därför var de tre poängen i genomsnitt tillsammans för att skapa en enda Poäng för varje material som tillhandahålls. En 2 x 4 blandade ANOVA gav en signifikant huvudsaklig effekt av genotyp, F(1, 19) = 31,30, p < 0,01, ηp2 = 0,62. Över alla fyra medföljande materialen gjorde wildtyp möss högre på Nest kvalitet (3,18 ± 0,20) jämfört med APOE e4 möss (1,98 ± 0,16). Dessutom gav blandade ANOVA en betydande huvudsaklig effekt av material, F(3, 57) = 57,48, p < 0,01, ηp2 = 0,75. Pairwise jämförelser med Bonferroni korrigering visade att den strimlad papper (4,11 ± 0,20) märktes betydligt högre (p < 0,05) i kvalitet än torget (1,95 ± 0,21), sängar (2,21 ± 0,21), eller twist (1,94 ± 0,20) material, utan skillnader sett mellan torget, sängkläder, och twist material (alla p > 0,99). Det fanns ingen signifikant interaktion mellan genotyp och material. Data visas i figur 3.
Andra experiment från vårt laboratorium har gett liknande resultat i tidig debut modeller av Alzheimers sjukdom. Till exempel, som visas i figur 4, 5,5-month-Old P301L rTg4510 (htau) möss byggt betydligt sämre Bon av strimlad papper jämfört med deras åldersmatchade vildtyp motsvarigheter31. Likaledes, tvåfaldig J20 (Happ)/htau och enkel htau musen bygget fattigare Bon ute om strimlad papper jämförde med deras vildtyp och camkiia-promotorn bara motstyckena, båda på 3,5-och 7-månaden av ålder32 (datan inte vist).
Figur 3: nominell kvalitet på Bon tillverkade av olika material som tillhandahålls till vildtyp och APOE e4 möss. En huvudsaklig effekt av genotyp (* p < 0,01) visade att vild typ möss konsekvent byggt bättre Bon gjorda av strimlad papper, pressade bomulls rutor, papper twist, och mjuka COB sängkläder jämfört med APOE e4 möss. Den huvudsakliga effekten av material (* * p < 0,01) visade också att Bon byggda av strimlad papper märktes högre i kvalitet jämfört med de tre andra materialen. Den strimlad papper hade den högsta Inter-rater tillförlitlighet åtgärd som bedömts av ICC. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 4: strimlad pappersbon som byggs av vildtyp-och htau-möss, på eller av zinkvatten. a) representativaBon byggda av 5,5 månader gamla vildtyp-och htau-möss, på kontroll (kran) vatten eller vatten kompletterat med 10 delar per miljon zink (en biometal inblandad i Alzheimers sjukdom). Bon gjordes på skalan 1-5 med de angivna kriterierna. Från vänster till höger: vildtyp + zinkvatten (4.54 ± 0,52); vildtyp + kontroll vatten (4.15 ± 0,80); htau + kontroll vatten (3,08 ± 0,64); htau + zinkvatten (2.46 ± 0,97). Ben genotyp * vatten interaktion visade att htau-möss på zinkvatten konstruerade betydligt sämre Bon jämfört med andra grupper (*). Dessutom, enkla effekter visade att htau möss på zink vatten byggt sämre Bon än htau möss på kontroll vatten. Wildtype möss på kontroll vatten och zink vattenbyggda Bon av högre, och liknande kvalitet, jämfört med sina htau motsvarigheter. Omtryckt från Journal of Alzheimers sjukdom, Vol 64, Craven, KM, Kochen WR, Hernandez CM, Flinn JM, zink Förvärerar Tau patologi i en Tau musmodell, 671-630, Copyright (2018), med tillstånd från IOS tryck31. Publikationen finns på IOS press genom http://dx.doi.org/10.3233/JAD-180151. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Kompletterande fil 1: Kompletterande kodnings fil-kapsling. R vänligen klicka här för att ladda ner denna fil.
Kompletterande fil 2: AD Study kapsling Scores. csv vänligen klicka här för att ladda ner denna fil.
Discussion
Häckning är ett evolutionärt viktigt gnagare beteende och har använts för att bedöma aktiviteten av dagligt liv och allmänt välbefinnande i möss2. Den lätthet att genomföra testet, dess tillförlitlighet, och dess ansikte giltighet göra häckande ett praktiskt komplement till många beteendemässiga tester såsom grävande, dygnsrytm, och grooming. Men, som häckande blir mer allmänt utnyttjas i laboratoriet, de olika kombinationerna att genomföra, kvantifiera och tolka häckning ökning. Som sådan, ytterligare forskning behövs för att utforska de bästa metodologiskt och praktiskt taget sunda förfaranden för kapsling, så att giltigheten och tillförlitligheten av analysen inte offras för kostnader, tid för testning, och andra förfaranden som minskar test bördan .
Nest Building kvalitet är verkligen känslig för vilken typ av sängkläder som tillhandahålls samt genotyp. Sammantaget byggde vildtyp möss betydligt bättre Bon jämfört med APOE e4 möss oavsett häckande material; men både vildtyp och APOE e4 möss bygga betydligt högre kvalitet Bon av strimlad papper jämfört med de tre andra häckande material. Andra studier ger bekräftande bevis om strimlad papper: möss konstruerade mer komplexa Bon av strimlad papper remsor än med pressade bomull torg, vävnad och Aspen sängkläder33. Dessutom har Bon konstruerade av strimlad papper remsor kvalitativt utvärderats som mer "naturalistiska" än de som gjorts av andra material, som kännetecknas av formen på boet själv och höjden på väggarna runt boet hålighet i för att bilda en Dome6,33. Som sådan, val av korrekt material för denna analys är kritisk för att bättre observera naturligt beteende i en relativt kontrollerad miljö, dvs laboratoriemiljö. Ännu viktigare, även om detta protokoll bedöms häckande en gång vid 9 – 12 månaders ålder, vi betonar att häckning bör genomföras i flera åldrar. Enkelheten i detta protokoll gör det möjligt att genomföras flera gånger, helst före uppkomsten av underskott som åtföljer neurodegeneration. Upprepade mätningar ger möjlighet att dokumentera den sannolika orsakande roll neurodegeneration i minskad häcknings förmåga.
Naturliga boet byggnad har visat sig skilja mellan möss med olika bakgrund stammar34, och som sådan, den övergripande kvaliteten och formen på boet kan skilja sig inte på grund av transgenens av intresse, men på grund av bakgrunden stammen. Till exempel var förfäder av C57BL/6 möss ansågs "hål" utflugna, medan förfäder Balb/C möss ansågs "yta" utflugna35. Möss på C3H bakgrund eller korsar med denna stam, såsom hybrid C3H/he-C57BL/6 med E4 som används i Graybeal et al.9 anses också vara fattiga nesters; Sålunda, forskare bör starkt överväga att använda kontroll möss på samma bakgrund som transgena möss, vilket skulle övergripande förbättra den direkta, orsakande roll transgenen (s), snarare än bakgrunden, i neurodegeneration och efterföljande underskott i boet byggnads beteende.
Vissa experiment använder ofta en enda målskytt för att kvalitativt bedöma komplexiteten i boet; men vi gör argumentet att inkludera fler SCORERS, och ännu viktigare, SCORERS blinda för experimentella förhållanden. Genom detta tillvägagångssätt utnyttjade vi tre oberoende, blinda SCORERS och en intraclass korrelation för att bedöma avtalet mellan SCORERS, som, med grundläggande utbildning, gav höga intraclass korrelationer som var tecken på hög Inter-rater tillförlitlighet och en stark överenskommelse om Nest-kvalitet. Dessutom, betyg av Bon består av strimlad papper och rutor bomull hade den högsta intraclass korrelationer, en indikation på starkare enighet och större konsekvens bland SCORERS. Den starka överenskommelsen ger också motivering till genomsnittet av flera poäng tillsammans, en strategi som på måhända genomförs i beteendevetenskaplig forskning. Även om denna strategi kräver fler individer och, förmodligen, mer tid att göra mål Bon, det minskar effektivt bias i kvalitativa bedömningar såsom häckning.
De häckande material som används i denna analys var ungefär lika i pris med undantag för de mjuka COB sängkläder. Kommersiella sängkläder för häckning kan vara ekonomiskt fyndiga för vissa praktiker; men Martin et al.15 notera att bomull torg, jämfört med andra material såsom krinklade papper, är en av de dyraste materialen som finns att köpa. Detta kan bero på enkel tillgänglighet, lagring och administration, men andra forskare kan välja liknande giltiga och pålitliga material, särskilt när de utmanas av ett stort antal djur i en anläggning, antalet häckande prövningar, tidsbegränsningar för Poäng och höga kostnader bur. Således kan strimlad papper vara ett mer genomförbart och lämpligt alternativ. Dessutom kan datafångst för vår metod utföras omedelbart (dvs. scoring personligen), även om fotografier bör beaktas i hög grad för att registrera, Spara och omkvantifiera Bon, om så önskas för att bedöma Inter-och intra-rater tillförlitlighet vid senare tillfällen. Som nämnts, vi betonar starkt införandet av flera SCORERS för "test, re-test" praxis att bedöma för överenskommelse, eftersom dessa metodologiskt sunda förfaranden ofta förbises.
Sammanfattningsvis anser vi att metoden och statistiska överväganden (dvs. intraclass korrelation) för denna analys kan vara av intresse för experiment som bedömer kvaliteten på levande, allmänt välbefinnande, och aktiviteter för dagligt liv i möss.
Disclosures
Författarna har inget att avslöja.
Acknowledgments
Vi skulle vilja tacka Kevin Quant, Mario Martinez, och Edwin Portillo för scoring Bon, Rachel Barkey för att bistå i förberedelserna för filmning, och Stephen Lippi och Deborah Neely för korrekturläsning Detta manuskript. Vi vill också tacka Institutionen för psykologi för att täcka kostnaderna för burar för detta experiment, och Krasnow Institute djur anläggning vaktmästare för deras stöd.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Corncob bedding | Envigo | 7092 | 1/8 in bedding for cotton squares, shredded paper, and paper twist trials |
| Cotton Squares | Envigo | Iso-Blox | |
| Diamond Twists | Envigo | 7979C.CS | Paper twists used in protocol |
| Mouse - APOE4 e4 | Jackson Laboratories | #012307 | Homozygous APEO4 e4 mouse bred with hemizyous J20 mouse |
| Mouse - C57BL/6J | Jackson Laboratories | #000664 | Wildtype mouse for controls |
| Mouse - J20 | Jackson Laboratories | #006293 | Hemizygous mouse bred with the homozygous APOE e4 mouse to generate cross |
| Rstudio | R Core Team | V1.1.463 | Run with R version 3.5.3 (2019-03-11) -- "Great Truth". Note: additional R Packages are included in provided code and can be installed from CRAN |
| Soft Cob | Envigo | 7087C |
References
- Torres-Lista, V., Gimenez-Llorta, L. Impairment of nesting behavior in 3cTg-AD mice. Behavioural Brain Research. 247, 153-157 (2013).
- Deacon, R.
- Hess, E., Petrovich, S., Goodwin, E. Induction of Parental Behavior in Japanese Quail. Journal of Comparative and Physiological Psychology. 90 (3), 244-251 (1976).
- Deacon, R. Hippocampal cytotoxic lesion effects on species-typical behaviors in mice. Behavioural Brain Research. 132, 203-213 (2002).
- Deacon, R. Effects of medial prefrontal cortex cytotoxic lesions in mice. Behavioural Brain Research. 139, 139-155 (2003).
- Gaskill, B. N., Karas, A. Z., Garner, J. P., Pritchett-Corning, K. R. Nest building as an indicator of health and welfare in laboratory mice. Journal of Visualized Experiments. (82), 51012 (2013).
- Mayeux, R., Stern, Y.
- Boggs, K. N., Kakalec, P. A., Smith, M. L., Howell, S. N., Flinn, J. M. Circadian wheel running behavior is altered in an APP/E4 mouse model of late onset Alzheimer's disease. Physiology and Behavior. 182, 137-142 (2017).
- Graybeal, J. J., et al. Human ApoE ε4 alters circadian rhythm activity, IL-1β, and GFAP in CRND8 mice. Journal of Alzheimer's Disease. 43 (3), 823-834 (2015).
- Leng, Y., Musiek, E. S., Hu, K., Cappuccio, F. P., Yaffe, K. Association between circadian rhythms and neurodegenerative diseases. The Lancet Neurology. 18 (3), 307-318 (2019).
- Zhou, L., Gao, Q., Nie, M., Gu, J. L., Hao, W., Wang, L., Cao, J. M. Degeneration and energy shortage in the suprachiasmatic nucleus underlie the circadian rhythm disturbance in ApoE-/- mice: Implications for Alzheimer's disease. Scientific Reports. 6, 36335 (2016).
- Deacon, R., et al. Age-dependent and -independent behavioral deficits in Tg2576 mice. Behavioural Brain Research. 189, 126-138 (2008).
- Filali, M., Lalonde, R., Riverst, S. Cognitive and non-cognitive behaviors in an APPswe/PS1 begenic model of Alzheimer's disease. Genes, Brain and Behavior. 8, 143-148 (2009).
- Robinson-Junker, A., Morin, A., Protchett-Corning, K., Gaskill, B. Sorting it out: Bedding particle size and nesting material processing method affects nest complexity. Laboratory Animals. 51 (2), 170-180 (2017).
- Martin, T., Balser, S., Young, G., Lewis, S. Cost and effectiveness of commercially available nesting substrates for Deer Mice (Peromyscus maniculatus). Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 55 (4), 412-418 (2016).
- Crossland, J. P., et al. Caring for Peromyscus spp. in research environments. Lab Animal. 43 (5), 162-166 (2014).
- Eisenberg, J. Studies on the Behavior of Peromyscus maniculatus gambelii and Peromyscus californicus parasiticus. Behaviour. 19 (3), 177-207 (1962).
- Joyner, C. P., Myrick, L. C., Crossland, J. P., Dawson, W. D. Deer mice as laboratory animals. ILAR Journal. 39 (4), 322-330 (1998).
- Neely, C., Lane, C., Torres, J., Flinn, J. The Effect of gentle handling on depressive-like behavior in adult male mice: Considerations for human and rodent interactions in the laboratory. Behavioural Neurology. , 2976014 (2018).
- Van Loo, P. L., Mol, J. A., Koolhaas, J. M., Van Zutphen, B. F., Baumans, V. Modulation of aggression in male mice: Influence of group size and cage size. Physiology & Behavior. 72 (5), 675-683 (2001).
- Kappel, S., Hawkins, P., Mendl, M. T. To group or not to group? Good practice for housing male laboratory mice. Animals. 7 (12), 88 (2017).
- Gamer, M., Lemon, J., Fellows, I., Singh, P. Irr: Various coefficients of interrater reliability and agreement. R package version 0.84. , Available from: http://CRAN.R-project.org/package=irr (2012).
- RStudio Team. RStudio: Integrated Development for R. RStudio, Inc. , Boston, MA. Available from: http://www.rstudio.com/ (2016).
- Cicchetti, D. V. Guidelines, criteria, and rules of thumb for evaluating normed and standardized assessment instruments in psychology. Psychological Assessment. 6 (4), 284-290 (1994).
- Hallgren, K. A. Computing inter-rater reliability for observational data: An overview and tutorial. Tutorials in Quantitative Methods for Psychology. 8 (1), 23-34 (2012).
- McGraw, K. O., Wong, S. P. Forming inferences about some intraclass correlation coefficients. Psychological Methods. 1 (1), 30-46 (1996).
- Ahlmann-Eltze, C. ggsignif: Significance Brackets for 'ggplot2'. R package version 0.5.0. , Available from: https://CRAN.R-project.org/package=ggsignif (2019).
- Lawrence, M. A. ez: Easy Analysis and Visualization of Factorial Experiments. R package version 4.4-0. , Available from: https://CRAN.R-project.org/package=ez (2016).
- Lenth, R. V. Least-Squares Means: The R Package lsmeans. Journal of Statistical Software. 69 (1), 1-33 (2016).
- Wickham, H. Ggplot2: Elegant Graphics for Data Analysis. , Springer-Verlag. New York. (2016).
- Craven, K. M., Kochen, W. R., Hernandez, C. M., Flinn, J. M. Zinc exacerbates tau pathology in a tau mouse model. Journal of Alzheimer's Disease. 64, 617-630 (2018).
- Lippi, S. L., Smith, M. L., Flinn, J. M. A novel hAPP/htau mouse model of Alzheimer's Disease: Inclusion of APP with tau exacerbates behavioral deficits and zinc administration heightens tangle pathology. Frontiers in Aging Neuroscience. 10, 382 (2018).
- Hess, S. E., et al. Home improvement: C57BL/6J mice given more naturalistic nesting materials build better nests. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 47 (6), 25-31 (2008).
- Jirkof, P. Burrowing and nest building behavior as indicators of well-being in mice. Journal of Neuroscience Methods. 234, 139-146 (2014).
- Van Oortmerssen, G. Biological significance, genetics and evolutionary origin of variability in behaviour within and between strains of mice (Mus musculus). A behavior genetic study. Behaviour. 38 (1), 1-92 (1971).
