Bewertung der sozialen Interaktion Behaviors

Zusammenfassung

Hier beschreiben wir ein detailliertes Protokoll zur Untersuchung der Geselligkeit in Mäusen mit Crawley ist Geselligkeit und Präferenz für soziale Neuheit zu testen. Wir beschreiben die Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten für dieses Verfahren, einschließlich kritischer Details wichtig für die korrekte Interpretation der Ergebnisse.

Zusammenfassung

Soziale Interaktionen sind eine grundlegende und adaptive Komponente der Biologie der zahlreichen Arten. Soziale Anerkennung ist wichtig für die Struktur und Stabilität der Netze und Beziehungen, die Gesellschaften zu definieren. Für Tiere, wie Mäuse, kann die Anerkennung von Artgenossen werden für die Aufrechterhaltung der sozialen Hierarchie und Partnerwahl ¹ wichtig.

Eine Vielzahl von neuropsychiatrischen Störungen werden durch Störungen im Sozialverhalten und soziale Anerkennung, einschließlich Depression, Autismus-Spektrum-Störungen, bipolare Störungen, Zwangsstörungen und Schizophrenie aus. Studium der Menschen als auch Tiermodelle (zB Drosophila melanogaster, Caenorhabditis elegans, Mus musculus, Rattus norvegicus) haben Gene bei der Regulation des Sozialverhaltens ² beteiligt identifiziert. Um zu beurteilen, Geselligkeit in Tiermodellen, mehrere Verhaltenstests entwickelt worden (Übersicht in ^3). Integrative Forschung mit Tiermodellen und dabei entsprechenden Prüfungen für das soziale Verhalten kann zur Entwicklung von verbesserten Behandlungsmethoden für soziale Psychopathologien führen.

Das Drei-Kammer-Paradigma Test als Crawley ist Geselligkeit und Präferenz für soziale Neuheit Protokoll bekannt wurde erfolgreich eingesetzt, um soziale Zugehörigkeit und soziale Gedächtnis in mehreren Inzucht und mutierte Maus-Linien (zB ^4-7) zu studieren. Das Hauptprinzip dieses Tests ist auf die freie Wahl von einem Subjekt Maus zu Zeit in einer der drei Box Fächer verbringen während zwei experimentellen Sitzungen, einschließlich der indirekten Kontakt mit einem oder zwei Mäuse, mit denen sie nicht vertraut basiert. Um quantifizieren gesellschaftlichen Tendenzen der experimentellen Maus, sind die wichtigsten Aufgaben, die a) die Zeit mit einem neuen Artgenossen und b) Präferenz für einen Roman im Vergleich zu einem vertrauten Artgenossen verbracht zu messen. Somit ermöglicht die experimentelle Design dieser Test Auswertung von zwei kritische, aber unterscheidbare Aspekte des sozialen Verhaltens, wie z. B. soziale Zugehörigkeit / Motivation, sowie soziale Gedächtnis und Neuheit. "Geselligkeit" in diesem Fall als Neigung zur Zeit mit einer anderen Maus zu verbringen, um Zeit allein in einem identischen, aber leeren Kammer ⁷ im Vergleich definiert. "Präferenz für soziale Neuheit" wird als Neigung zu Zeit mit einem zuvor unencountered Maus verbringen, anstatt mit einer Maus vertraut ⁷ definiert. Dieser Test liefert robuste Ergebnisse, die dann sorgfältig analysiert werden, auszulegen und unterstützt / bestätigt durch alternative Geselligkeit Tests. Neben den spezifischen Anwendungen können Crawley der Geselligkeit Test als ein wichtiger Bestandteil des allgemeinen Verhaltens-Bildschirm des mutierten Mäusen aufgenommen werden.

Protokoll

1. Geräte und Room Set Up:

1. Die Vorrichtung zur Crawley der Geselligkeit und Präferenz für soziale Neuheit Test ist ein rechteckiges, Drei-Kammer-Box zusammen. Jede Kammer ist 19 x 45 cm und die Trennwände sind aus durchsichtigem Plexiglas, mit einem offenen Mittelteil, der den freien Zugang zu jeder Kammer ermöglicht.
2. Verwenden Sie zwei identische, Draht topfartige mit abnehmbaren Deckeln, die groß genug für einen einzigen Mausklick zu halten. Diese sind vertikal innerhalb der Vorrichtung, eine in jeder Kammer platziert und wird die naive / ungewohnten Maus enthalten. Jeder Behälter ist aus Metall Drähte zusammen, um für den Luftaustausch zwischen Innen-und Außenseite des Zylinders, aber klein genug, um zu verhindern direkten physikalischen Interaktionen zwischen einem Tier auf der Innenseite mit einem auf der Außenseite zu ermöglichen.
3. Behavioral Tests sollten zwischen 9:00 Uhr durchgeführt werden und 06.00 Uhr.
4. Allgemeine Raumbeleuchtung ist 650 lux.
5. Beschäftigen Observer 6,0 (Noldus) Programm (oder eine geeignete Alternative) zu überwachen und aufzuzeichnen die Beobachtung und Follow-up-Parameter, in Abschnitt 4.3 erwähnt.
6. Nach jedem Versuch, sauber alle Kammern mit 70% Ethanol (zwischen Mäusen) und dann mit Clidox 01.05.01 (zwischen den Käfigen), um olfaktorische Cue Bias zu vermeiden und um eine ordnungsgemäße Desinfektion zu gewährleisten, bzw..
7. Die Person, die die Beobachtung macht muss mindestens 2 Meter von dem Gerät sein.

2. Tierische Zubereitung:

1. Haus drei vor fünf Mäuse pro Käfig in einem Zimmer mit einem 12 Stunden Licht / Dunkel-Zyklus (Licht an um 7:00 Uhr) mit ad libitum Zugang zu Futter und Wasser, nach den Normen und Anforderungen der lokalen Animal Care Committee Leitlinien und Protokolle.
2. Übertragen Sie alle Käfige mit Mäusen in die Verhaltens-Raum 30 Minuten vor der ersten Verhandlung beginnt.
3. Es gibt zwei Klassen von Maus für dieses Experiment benötigt, eine, die als Kontrolle, naiv oder "unfamiliarized" Tier und eine, die der Proband wird, wirkt. Für die Steuerung der Maus mit einer Maus aus dem gleichen Hintergrund (in der Regel C57BL6), Alter (in der Regel 8-12 Wochen alt), Geschlecht und Gewicht, ohne vorherige Kontaktaufnahme (nicht Geschwister) mit dem Thema Maus. Zwei Kontroll-Mäusen benötigt werden pro Experiment, eine für Session I und ein weiteres für Session II verwendet wird. Die gleiche Kontrolle Mäuse können zwischen Studien verwendet werden.

3. Habituation (Anpassung):

1. Isolieren Sie die rechte und linke Fächer durch die trennende Wände aus Plexiglas.
2. Leeren Draht Containment Becher in der Mitte des rechten und linken Kammer (eine pro Seite).
3. Legen Sie das Thema mit der Maus in der Mitte der mittleren Kammer für die Anpassung.
4. Gewöhnen für 5 Minuten.

4. Social Affiliation Aspekt der Test (Session I):

1. Legen Sie eine der Kontroll-Mäuse ("Stranger 1") in einem Draht Containment Tasse, die in einem der Nebenräume befindet. Die Platzierung von Stranger 1 in der linken oder rechten Seite der Kammer wird systematisch zwischen Studien verändert.
2. Entfernen Sie die Wände zwischen den Kammern, zur Gewährleistung des freien Zugangs für das Thema Maus an jeden der drei Kammern zu erkunden.
3. Sofort beginnen die Überwachung und Aufzeichnung der folgenden Parameter:
   1. Dauer und
   2. Anzahl der direkten (aktiv) Kontakte zwischen dem Subjekt Maus und die Eindämmung Topfgehäuse oder nicht Gehäuse the Stranger 1 Maus, für jede Kammer einzeln. Der direkte Kontakt zwischen dem Subjekt Maus und die Eindämmung Tasse oder Dehnung der Körper des Subjekts mit der Maus in einem Bereich 3-5 cm rund um die Tasse als aktiver Kontakt gezählt wird;
   3. Dauer und
   4. Reihe anderer Verhaltensweisen durch den Gegenstand mit der Maus in jedes Abteil, darunter Wandern, Selbst-Pflege, Fehlen von Körperbewegungen für mehr als 5 Sekunden ("Einfrieren"), sowie ungewöhnliches Verhalten, wie Springen, repetitive Verhaltensweisen, etc;
   5. Dauer und
   6. Anzahl der Einträge zu jedem Fach. Die Maus ist als in der Kammer sein, wenn sein Kopf und vier Pfoten in die Kammer eingegeben haben.
4. Die Dauer der Sitzung, die ich in 10 Minuten.

5. Social Novelty / Präferenz Session der Test (Session II):

1. Platzieren Sie ein zweites Kontroll-Maus ("Stranger 2") in einer identischen Draht Containment Tasse in der gegenüberliegenden Seite Kammer (das war während der Session I leer). Überwachen Sie die gleichen Parameter wie unter 4.3 beschrieben, die Differenzierung der Verhaltensweisen zwischen Motiv Maus in Gegenwart von Fremden 1 verglichen mit Fremden 2.
2. Die Dauer der Sitzung II beträgt 10 Minuten.

6. Statistische Analyse:

1. Durch die Verwendung der Origin 6.0-Programm (oder eine geeignete Alternative) analysieren die folgenden Parameter mit Hilfe der aufgezeichneten Daten:
   1. die Gesamtzahl der Kontakte und
   2. Gesamtdauer von Kontakten zwischen experimentellen mouse und leere Containment Tasse vs oder Topfgehäuse Fremder 1 (in Session I), oder zwischen experimentellen Maus und dem Topfgehäuse Fremder 1 vs Fremder 2 (in Session II);
   3. durchschnittliche Dauer pro Kontakt;
   4. Gesamtzahl und die Dauer der andere Verhaltensweisen (Einfrieren, Selbst-Pflege, zu Fuß)
   5. Gesamtzeit vom Subjekt Maus in jede Kammer verbracht.
2. Analysieren Sie die wesentlichen Unterschiede für jede der genannten Parameter, durch den Vergleich der Gruppen:
   1. "Empty" Containment Tasse vs "Stranger 1" für einen Wildtyp (WT) unterliegen
   2. "Empty" Containment Tasse vs "Stranger 1" für die experimentelle Maus (z. B. ein Knockout, transgene oder medikamentös behandelten Maus, etc.).
   3. "Stranger 1" vs "Stranger 2" für einen WT Thema
   4. "Stranger 1" vs "Stranger 2" für die experimentelle Maus (KO, transgene, oder medikamentös behandelt, etc.).
3. Präsentieren Sie jeden Datensatz der oben genannten Parameter wie Session I: WT und Versuchspersonen; Session II: WT und Versuchspersonen, wie in Abbildung 1 dargestellt (A und B) und 2 (A und B) bzw..

Es ist auch ratsam zu berücksichtigen andere Parameter, die bei der Standardisierung dieser Test helfen, wie vorherige Erfahrung in der Erkennung spezifischer Maus Verhaltensmuster, wie zB Schnupfen, Putzen, Scheuern, Kampf, Montage, die ganz wesentlich davon abhängen subjektive persönliche Beobachtung kann . Die Person, die als die Schreiber der Verhaltensparameter während des Tests sollte blind sein, um dem Genotyp oder der Behandlungsweise und diese Informationen dekodiert danach.

7. Repräsentative Ergebnisse:

Ein Beispiel für die beiden Stufen der sozialen Interaktion Test ist in den Abbildungen 1 und 2 dargestellt. Die erste Sitzung des Tests erlaubt die Abschätzung der sozialen Zugehörigkeit und die Motivation des Themas mit der Maus. In diesem Teil des Tests war der Fremde mit der Maus in einen kreisförmigen Draht Tasse, die Nase kontaktieren erlaubt eingeschlossen, sondern verhindert Kämpfe zwischen Mäusen. Diese Bedingungen gewährleisten, dass soziale Ansätze durch das Subjekt Maus sind initiiert und werden Untersuchungskommission nur, ohne direkten physischen Kontakt. Die Maus hat die Wahl, um mehr Zeit um die Eindämmung Tasse mit dem Fremden Maus verbringen oder einen Kontakt, indem Sie das Fach mit den leeren Becher zu vermeiden. Andere Parameter wie Anzahl der einzelnen Kontakte, können ergänzend zum Dauer verwendet werden verbrachten in der Nähe des Fremden Maus.

Typischerweise wird ein Wildtyp-Tier deutlich mehr Zeit in das Fach zu verbringen mit Fremden 1 im Vergleich zu den Fach mit leeren Becher (Abbildung 1A), was darauf hinweist normalen Geselligkeit, soziale Motivation und Zugehörigkeit. In GSK-3α-Knockout-Mäusen, zum Beispiel, gibt es keine signifikanten Unterschiede zwischen der Zeit, mit leeren Becher ausgegeben, verglichen mit der Tasse mit Fremden 1 (Abbildung 1B), was darauf hinweist beeinträchtigt Geselligkeit in diesen tierischen Modell ^6.

Die zweite Sitzung des Tests ist so konzipiert, soziale Neuheit und soziales Gedächtnis zu schätzen. In diesem Teil ist das Thema der Maus eine freie Wahl zwischen dem ersten, bereits untersucht, ungewohnte Maus (Stranger 1), und ein Roman nicht vertraut mit der Maus (Stranger 2). Normalerweise erinnert sich an einen WT Tier seine früheren Kontakt mit Fremden 1, und in dieser Sitzung, neigt dazu, mehr Zeit mit dem neu aufgetretenen Maus (Stranger 2) verbringen, was darauf hinweist intaktes soziales Gedächtnis und die Vorliebe für neue Erfahrungen (Abbildung 2A).

Im Gegensatz zu Wildtyp-Mäusen, tun GSK-3α mutierten Tiere nicht eine Präferenz für die Kammer mit einem neu eingeführten Maus (Stranger 2) über eine Kammer mit einem inzwischen bekannten Maus (Stranger 1) in Sitzung II (Abbildung 2B). Gleichgültig Verhalten der KO-Mäuse in diesem Test ist ein Hinweis auf verminderte soziale Motivation und Neuheit.

. Abbildung 1 Session I: Soziale Zugehörigkeit und Geselligkeit. Mittlere Länge der Zeit (± SEM) in der Kammer mit dem Fremden ("Fremder Seite") im Vergleich zu den anderen Kammer ("leere Seite"). Im Gegensatz zu WT Männer (A), nicht KO (B) Tiere eine Vorliebe für soziale Nähe von Ausgaben gleichzeitig in beiden Kammern zu demonstrieren. *** P ≤ 0,0001 im WT-Gruppe.

Abbildung 2 Session II:. Social-Speicher und Neuheit. Die mittlere Dauer der Zeit (± SEM) in die Kammer mit dem ungewohnten Maus aus der Geselligkeit Phase ("Stranger 1") und in der gegenüberliegenden Kammer mit einer neuen unbekannten Maus ("Stranger 2"). Im Gegensatz zu WT Männer (A), nicht KO (B) Tiere eine Vorliebe für soziale Neuheit von Ausgaben gleichzeitig in beiden Kammern zu demonstrieren. *** P ≤ 0,0001 im WT-Gruppe.

Diskussion

Mus musculus ist eine soziale Spezies, die in hohen wechselseitigen sozialen Interaktionen, kommunale Nist-, Sexual-und Elternschaft Verhaltensweisen, die territoriale Duftmarkierung und aggressive Verhaltensweisen ^8-10 greift. Mehrere Tests wurden entwickelt, um soziale Verhalten bei Mäusen (Übersicht in ³⁾ zu untersuchen. Hier präsentieren wir eine weithin angewandte Test zur Geselligkeit bei Mäusen zu bewerten. Crawley ist Geselligkeit und Präferenz für soziale Neuheit Test wurde ursprünglich von Crawley und Kollegen ^{7, 11} entwickelt. Es gibt mehrere Vorteile, die Drei-Kammer-Paradigma, das die Zuverlässigkeit der Daten zur Prüfung der Geselligkeit, der sozialen Zugehörigkeit, soziale Gedächtnis-und Vorzugsaktien, die ähnliche Verfahren zu verbessern. Die wichtigsten Spezifität dieses Tests ist der Entwurf, in dem eine Maus, die zuvor von dem Thema Tier unencountered, steht unter einem Draht Becher gelegt und sich nicht frei bewegen. Dies verhindert den direkten körperlichen Kontakt, wodurch kämpfen und / oder aggressives Verhalten, sondern ermöglicht sensorische Interaktionen (Geruch, Sehen, Hören, Schmecken). Unter diesen Bedingungen wird der experimentellen Maus und beendet alle Interaktionen, wobei jedoch stets die Wahl zwischen fremden Maus vs leeren Behälter (in Session 1), oder zwischen vertrauten Maus (Stranger 1) vs Roman Maus (Stranger 2). Zum Beispiel, in einer Kammer der sozialen Interaktion Tests wird das Thema mit der Maus an einen Fremden in der gleichen Kammer ausgesetzt, und da beide Mäuse frei bewegen können sind die genannten aktiven körperlichen Kontakt eher dominant und kann nicht beseitigt werden. Das Drei-Kammer-Apparat ist viel größer als eine typische Einkammer-Gerät, das Gegenstand der Maus in die Nähe zu bleiben oder zu verschieben weit weg von den Fremden Maus ermöglicht. Somit ist das Stressniveau von Crawley die Geselligkeit Test gering und vor allem, indem die experimentellen Maus in eine neue Umgebung, die Wiederholung dieser Test über die Zeit erlaubt, zum Beispiel in den verschiedenen Altersstufen der gleichen Kohorte Maus verursacht: juvenile vs Erwachsenen. Durch den Vergleich einer jungen Gruppe von Tieren mit der gleichen, aber älteren Kohorte ist es möglich, zu verfolgen und zu diskriminieren zwischen Beeinträchtigung der sozialen Anerkennung vs soziales Gedächtnis und / oder kognitiven Behinderungen, die in Session 2 beobachtet werden kann, und bezogen werden alters- abhängig Physiologie.

Dieser Test ist relativ zeitaufwendig (~ 40 Minuten pro Maus), was ein Nachteil ist. Allerdings können mehrere Repertoires von Parametern überwacht und umkodiert werden (manuell und / oder Video), ermöglicht robuste Analyse. Zum Beispiel können einige zusätzliche Parameter, wie das Einfrieren und / oder Selbst-Pflege Verhalten, weisen auf eine erhöhte Ängstlichkeit und verringert die Motivation für soziales Verhalten. Durch die Verwendung des gleichen Protokolls, können Mäuse in den nächsten Tag mit der gleichen Fremder 1 Maus erneut getestet werden, um auszuschließen, ein Effekt der sozialen Angststörung. Zusätzliche Parameter (zB Schwanz Rasseln, Beißen der Draht-Pokals, wenn Fremde 1 befindet) kann hilfreich sein bei der Unterscheidung aggressive gegenüber ungewöhnlichen Freundlichkeit Verhalten gegenüber dem Roman Tier. Beobachtete Angst kann durch unsachgemäße Anpassung der Mäuse an die experimentellen Raum, übermäßiger Raumbeleuchtung, arme Maus Gesundheit, oder als Folge der gentechnischen Veränderung und / oder Neophobie (in einigen KO-Modelle). Darüber hinaus beeinträchtigt Gewöhnung als kognitive Beeinträchtigung interpretiert werden, und können die Ergebnisse der zweiten Sitzung beeinflussen. Vor unterwerfen Mäusen zu diesem Test ist es wichtig, zu unterwerfen Tiere auf die allgemeine Gesundheit und neurologischen Screening, einschließlich Körpertemperatur und Gewicht, Fell Untersuchung, und die Reihe der folgenden Untersuchungen Reflex: Whisker, Righting, Ear-Twitch, Greifen und Key jangling ( beschrieben in ^12-15). Zusätzliche Verhaltenstests kann hilfreich sein bei der Unterscheidung spezifische Reaktionen. Eine erhöhte Anzahl von Kontakten und / oder eine Erhöhung der Gesamtdauer der aktiven Kontakte vielleicht mit hyperaktiven Verhalten bestimmter Maus Flecken, die durch die Nutzung offener Feldversuch (bis Bewegungsaktivität zu messen) bestätigt werden kann assoziiert. Verminderte Dauer und / oder die Anzahl der Kontakte können mit depressiven und / oder Angst-ähnliches Verhalten, die durch die Nutzung FST, TST oder EPM, Null-Labyrinth, hell / dunkel-Tests, bzw. (beschrieben in ^{6, 13} ausgewertet werden können zugeordnet werden ^{, 15).}

Sobald geeignete Bedingungen angewandt werden, und signifikante Unterschiede beobachtet, es ist eine Anforderung zu erfüllen Follow-up-Tests, um die Ergebnisse zu bestätigen. Olfaction spielt eine wichtige Rolle in der sozialen Anerkennung in Nagetieren, da entweder chemisch induzierte Anosmie oder Entfernung der Vomeronasalorgan Blöcke individuelle Anerkennung ^{16, 17.} Mäuse neigen dazu, einen Roman Geruch schnuppern und dann schnell auf seine Neuheit gewöhnen. Der Riechkolben Test kann zu diesem Zweck (beschrieben in ^{6, 7)} verwendet werden.

Es gibt auch Modifikationen und alternative Nutzung der Drei-Kammer-Kammer Geselligkeit Test, wie Abschätzung des mütterlichen Verhaltens, durch die Untersuchung der Zeitverbrachte von einem Subjekt weiblichen proximalen, um eine Tasse mit ihren Welpen (reflektierende mütterlichen Motivation) sowie sexuelle Motivation, durch die Beurteilung der Reaktion des getesteten männlich / weiblich, eine weiblich / männlich unter cup statt Fremder 1 in Session 1 ^{7, 11.}

Weitere Tests können verwendet werden, um Geselligkeit in Mäusen durch den Einsatz alternativer Ansätze / Paradigmen, wie soziale Interaktion im Käfig und / oder in eine neue Umgebung (Ein-Kammer-soziale Interaktion Test) untersucht werden, wohnhaft Eindringling, Partition testen, sozialen Ansatz Test , in der sozialen Interaktion, etc (beschrieben in ^{3, 18).} Vocalizations in der Ultraschall-und klangliche Bereiche, visuelle Hinweise, Geschmacks-und taktile Modalitäten kann auch die Kommunikation von Informationen und zur sozialen Bindung (Übersicht in ¹⁹⁾ beitragen.

Impaired Geselligkeit und dysregulierten soziales Verhalten hat als Markenzeichen für viele psychiatrische Erkrankungen in Verbindung gebracht. Zum Beispiel sind Autismus-Spektrum-Störung und Schizophrenie beide geprägt von Defiziten in der sozialen Kognition und Sozialverhalten ^20, und Störungen der sozialen Beziehungen führen zu einem erhöhten Risiko für Vertiefung ²¹ aus. So kann die hier beschriebenen Tests in Tiermodellen für die oben genannten Bedingungen verwendet werden. Darüber hinaus ist dieser Test zur Beurteilung der möglichen Auswirkungen von pharmakologischen Verbindungen auf Geselligkeit (Übersicht in ^{3, 22-24).}

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
70 % Ethanol (kommerzielle Alkohole)	MSH	19901
Clidox 1:5:1 Basis Aktivator	Pharmacal	96130F 95130F	1 Teil Basis zu 5 Teilen Wasser zu 1 Teil Aktivator