Articolo metodologico

Valutazione dei comportamenti di interazione sociale

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DOI:

10.3791/2473

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25 febbraio 2011

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1Samuel Lunenfeld Research Institute, Mount Sinai Hospital, 2Toronto Centre for Phenogenomics, Mount Sinai Hospital, 3Department of Medical Biophysics, University of Toronto, 4Department of Psychology, University of Toronto, 5Department of Psychiatry, University of Toronto

In questo articolo

Sommario

Qui descriviamo un protocollo dettagliato per l'esame di socialità nei topi utilizzando socialità Crawley e la preferenza per il test novità sociale. Descriviamo i vantaggi e le possibili applicazioni per questa procedura, compresi i dettagli critici importanti per una corretta interpretazione dei risultati.

Abstract

Interazioni sociali sono una componente fondamentale e adattiva della biologia di numerose specie. Riconoscimento sociale è fondamentale per la struttura e la stabilità delle reti e delle relazioni che definiscono le società. Per gli animali, come i topi, il riconoscimento dei conspecifici può essere importante per il mantenimento della gerarchia sociale e per la scelta del compagno 1.

Una varietà di disturbi neuropsichiatrici sono caratterizzati da interruzioni nel comportamento sociale e di riconoscimento sociale, tra cui la depressione, disturbi dello spettro autistico, disturbi bipolari, disturbi ossessivo-compulsivi, e la schizofrenia. Studi di esseri umani così come modelli animali (ad esempio, Drosophila melanogaster, Caenorhabditis elegans, Mus musculus, Rattus norvegicus) hanno identificato i geni coinvolti nella regolazione del comportamento sociale 2. Per valutare la socialità in modelli animali, diversi test comportamentali sono stati sviluppati (recensione a 3). Ricerca integrativa utilizzando modelli animali e prove appropriate per il comportamento sociale possono portare allo sviluppo di migliori trattamenti per psicopatologie sociali.

I tre-camera di prova paradigma conosciuto come socialità Crawley e la preferenza per il protocollo novità sociale è stato impiegato con successo per lo studio di appartenenza sociale e la memoria sociale del mouse in diverse linee inbred e mutante (ad esempio 4-7). Il principio fondamentale di questo test si basa sulla libera scelta da parte di un mouse soggetto di trascorrere del tempo in uno dei tre scompartimenti box durante le due sessioni sperimentali, compreso il contatto indiretto con una o due mouse con cui è sconosciuto. Per quantificare le tendenze sociali del mouse sperimentale, i compiti principali sono di misura a) il tempo trascorso con un romanzo conspecifici e b) preferenza per un romanzo contro un conspecifico familiare. Così, il disegno sperimentale di questo test permette di valutare due aspetti critici ma distinguibili di comportamento sociale, come appartenenza sociale / motivazione, così come memoria sociale e novità. "Socialità" in questo caso è definita come la propensione a trascorrere del tempo con un altro mouse, rispetto al tempo trascorso da soli in una camera identica ma vuota 7. "La preferenza per la novità sociale" è definita come la propensione a trascorrere del tempo con un mouse in precedenza unencountered piuttosto che con un mouse familiare 7. Questo test fornisce risultati robusti, che poi deve essere attentamente analizzata, interpretata e sostenuta / confermata da prove di socialità alternativa. Oltre alle applicazioni specifiche, test di socievolezza Crawley possono essere inclusi come una componente importante del generale schermo comportamentale di topi mutanti.

Protocollo

1. Attrezzature e Camera Set Up:

  1. L'apparecchio per la socialità Crawley e la preferenza per il test novità sociale è composta da una forma rettangolare, tre camere box. Ogni camera è di 19 x 45 cm e le pareti divisorie sono realizzate in plexiglas trasparente, con una sezione centrale aperto, che permette l'accesso gratuito per ogni camera.
  2. Usare due identici, filo-coppa come contenitori con coperchio rimovibile abbastanza grande per contenere un mouse. Questi sono posti verticalmente all'interno dell'apparato, uno in ogni camera laterale, e conterrà il mouse ingenuo / familiari. Ogni contenitore è costituito da fili metallici per consentire lo scambio d'aria tra l'interno e l'esterno delle interazioni dirette cilindro ma abbastanza piccolo per impedire che fisica tra un animale al suo interno con uno all'esterno.
  3. Test comportamentali devono essere effettuate 9:00-6:00.
  4. Illuminare tutto lo spazio è di 650 lux.
  5. Impiegano 6,0 Observer (Noldus) programma (o una valida alternativa) per monitorare e registrare l'osservazione e follow-up dei parametri, di cui al paragrafo 4.3.
  6. Dopo ogni prova, pulire tutte le camere con etanolo al 70% (tra topi) e poi con Clidox 01:05:01 (tra le gabbie) per evitare pregiudizi olfattivi spunto e per assicurare la disinfezione corretta, rispettivamente.
  7. La persona che fa l'osservazione deve essere di almeno 2 metri di distanza dall'apparecchio.

2. Animal Preparazione:

  1. Casa 3-5 topi per gabbia in una stanza con una 12 ore ciclo luce / buio (le luci alle 7:00) con accesso ad libitum a cibo e acqua, in base agli standard e ai requisiti di una guida locale Comitato Cura degli animali e dei protocolli.
  2. Trasferire tutte le gabbie contenenti topi nella stanza comportamentale 30 minuti prima del primo processo ha inizio.
  3. Ci sono due classi di mouse necessario per questo esperimento, uno che agisce come un ingenuo di controllo, o animale "unfamiliarized" e uno che è il soggetto di prova. Per il controllo del mouse utilizzare un mouse dello sfondo stesso (di solito C57BL6), età (di solito 8-12 settimane di età), sesso e peso, senza alcun contatto anteriore (non fratellini) con il mouse soggetto. Due topi di controllo sono obbligatori per esperimento, si è utilizzato per la sessione Io e un altro per la II sessione. I topi di controllo stesso può essere utilizzato tra le prove.

3. Assuefazione (adattamento):

  1. Isolare i compartimenti destra e sinistra utilizzando le pareti in plexiglass che divide.
  2. Posto vuoto tazze di contenimento del filo al centro della camera di destra e di sinistra (uno per ogni sito).
  3. Posizionare il mouse soggetto al centro della camera centrale per l'adattamento.
  4. Abituare per 5 minuti.

4. Affiliazione aspetto sociale della prova (I sessione):

  1. Posto uno dei topi di controllo ("Stranger 1") all'interno di una tazza di contenimento del filo che si trova in una delle camere laterali. Il posizionamento di Stranger 1 nel lato destro o sinistro della camera viene sistematicamente alterata tra prove.
  2. Rimuovere i muri tra i compartimenti, per consentire l'accesso gratuito per il mouse soggetti a esplorare ciascuna delle tre camere.
  3. Immediatamente iniziare il monitoraggio e la registrazione dei seguenti parametri:
    1. durata e
    2. numero di diretta (attivo) i contatti tra il mouse soggetto e l'alloggiamento tazza di contenimento o no che ospita il 1 mouse Straniero, per ogni camera singolarmente. Il contatto diretto tra il mouse soggetto e il calice di contenimento, o allungamento del corpo del mouse soggetto in una zona viene conteggiato 3-5 cm intorno alla tazza come un contatto attivo;
    3. durata e
    4. numero di altri comportamenti con il mouse soggetto in ciascun comparto, tra cui passeggiate, auto-governare, mancanza di movimenti del corpo per più di 5 secondi ("congelamento"), così come un comportamento insolito, come il salto, il comportamento ripetitivo, ecc;
    5. durata e
    6. numero di voci a ciascun comparto. Il mouse è considerato nella camera quando la sua testa e quattro zampe sono entrati nella camera.
  4. La durata della I sessione è di 10 minuti.

5. Sociale Novità / preferenza sessione del test (Sessione II):

  1. Posizionare un secondo mouse di controllo ("Stranger 2") all'interno di una coppa identica contenimento filo nella camera lato opposto (che era rimasta vuota durante la Sessione I). Monitorare gli stessi parametri descritti in 4.3, differenziare i comportamenti tra il mouse soggetto in presenza di Stranger 1 rispetto al Stranger 2.
  2. La durata della II sessione è di 10 minuti.

6. Analisi statistica:

  1. Usando il 6,0 programma origine (o di una valida alternativa) analizzare i seguenti parametri, utilizzando i dati registrati:
    1. il numero totale di contatti e
    2. durata totale di contatti tra MoU sperimentalee vuoti e di contenimento tazza vs o Stranger custodia tazza 1 (in sessione I), o tra il mouse sperimentale e l'alloggiamento coppa Stranger Stranger 1 vs 2 (in sessione II);
    3. durata media per contatto;
    4. numero totale e la durata di altri comportamenti (congelamento, auto-governare, a piedi)
    5. tempo totale speso dal soggetto del mouse in ogni compartimento.
  2. Analizzare le differenze significative per ciascuno dei suddetti parametri, confrontando i gruppi:
    1. Contenimento "Empty" tazza vs "Stranger 1" per un tipo selvaggio (WT) soggetto
    2. "Empty" tazza di contenimento "Stranger 1" vs per il mouse sperimentale (ad esempio un knockout, topo transgenico o farmaco-trattati, ecc.)
    3. "Stranger 1" "Stranger 2" vs per un soggetto WT
    4. "Stranger 1" "Stranger 2" vs per il mouse sperimentale (ad eliminazione diretta, transgenici, o farmaco-trattati, ecc.)
  3. Presentare ogni set di dati dei parametri di cui sopra come Sessione I: soggetti WT e sperimentali; Sessione II: WT e soggetti sperimentali, come mostrato nella Figura 1 (A e B) e 2 (A e B), rispettivamente.

Si consiglia inoltre di prendere in considerazione altri parametri, che aiutano a standardizzare il test, come la precedente esperienza nel riconoscere i modelli del mouse specifiche comportamentali, come sniffing, governare, sfregamento, combattimento, il montaggio, che possono essere in gran parte dipendente soggettiva osservazione personale . La persona che funge da registratore dei parametri di comportamento durante il test deve essere cieco alle condizioni genotipo o di trattamento e le informazioni decodificate dopo.

7. Rappresentante dei risultati:

Un esempio delle due fasi del test di interazione sociale è mostrata nelle figure 1 e 2. La prima sessione del test permette di stimare appartenenza sociale e motivazione del mouse soggetto. In questa parte del test, il mouse straniero era racchiuso in una tazza filo circolare che ha permesso il contatto naso, ma ha impedito gli scontri tra i topi. Queste condizioni assicurano che le politiche sociali sono iniziati con il mouse e soggetto sono di indagine solo, senza contatto fisico diretto. Il mouse ha la possibilità di passare più tempo intorno alla tazza di contenimento contenente il mouse straniero o per evitare qualsiasi contatto spostando al comparto con la tazza vuota. Altri parametri, quali il numero di contatti individuali, possono essere utilizzati in ulteriori durata trascorsa vicino al mouse straniero.

Tipicamente, un tipo di animale selvatico passerà molto più tempo nel vano con Stranger 1 rispetto al vano con tazza vuota (Figura 1A), indicando socialità normale, la motivazione sociale e di affiliazione. In GSK-3α topi knockout, per esempio, non ci sono differenze significative tra il tempo trascorso con tazza vuota rispetto alla tazza contenente straniero 1 (Figura 1B), indicando socialità alterata in questi modelli animali 6.

La seconda sessione del test è stato progettato per stimare novità sociale e della memoria sociale. In questa parte, il mouse soggetto ha una libera scelta tra il primo, già indagato, il mouse non familiare (Stranger 1), e un mouse romanzo familiare (Stranger 2). Di solito, un animale WT ricorda il suo precedente contatto con Stranger 1, e, in questa sessione, tende a passare più tempo con il mouse appena incontrato (Stranger 2), indicando intatta la memoria sociale e la predilezione per nuove esperienze (Figura 2A).

A differenza dei topi wild-type, la GSK-3α animali mutanti non mostrano preferenza per la camera contenente un mouse di nuova introduzione (Stranger 2) in una camera contenente un mouse ormai familiare (Stranger 1) in sessione II (Figura 2B). Comportamento indifferente di topi KO in questo test è indicativo di ridotta motivazione sociale e novità.

Figura 1
. Figura 1 Sessione I: appartenenza sociale e di socialità. Lunghezza media di tempo (± SEM) in camera con l'estraneo ("lato sconosciuto") rispetto alla camera opposta (lato "vuoto"). A differenza dei maschi WT (A), KO (B) gli animali non ha dimostrato una preferenza per la vicinanza sociale da passare il tempo stesso in entrambe le camere. *** P ≤ 0,0001 nel gruppo WT.

Figura 2
Figura 2 Sessione II:. Memoria sociale e novità. La durata media del tempo (± SEM) in camera con il mouse non familiari dalla fase socialità ("Stranger 1") e nella camera opposta con un nuovo mouse non familiari ("Stranger 2"). A differenza dei maschi WT (A), KO (B) gli animali non ha dimostrato una preferenza per la novità sociale di trascorrere il tempo stesso in entrambe le camere. *** P ≤ 0,0001 nel gruppo WT.

Discussione

Mus musculus è una specie sociale che si impegna in alti livelli di reciproca interazione sociale, comuni comportamenti di nidificazione, sessuale e genitorialità, profumo marcatura territoriale e aggressivo 8-10 comportamenti. Diversi test sono stati sviluppati per esaminare comportamento sociale nei topi (recensione a 3). Qui, vi presentiamo un test ampiamente utilizzato per valutare socialità nei topi. Socievolezza Crawley e la preferenza per il test novità sociale è stato originariamente sviluppato da Crawley e colleghi 7, 11. Ci sono diversi vantaggi per le tre camere paradigma, che migliorano l'affidabilità dei dati per l'esame di socialità, di appartenenza sociale, la memoria sociale e preferenze, utilizzando procedure analoghe. La specificità principale di questo test è il disegno in cui un topo, precedentemente unencountered dall'animale soggetto, è posto sotto una tazza filo e incapace di muoversi liberamente. Questo impedisce il contatto fisico diretto, eliminando la lotta e / o comportamento aggressivo, ma consente interazioni sensoriali (olfatto, vista, udito, gusto). In queste condizioni, il mouse sperimentale inizia e termina ogni interazione, avendo sempre una scelta tra il mouse non familiare vs contenitore vuoto (in sessione 1), o tra il mouse familiare (Stranger 1) vs il mouse romanzo (Stranger 2). Per esempio, in una camera di test di interazione sociale, il mouse soggetto è esposto a uno sconosciuto nella camera stessa, e dal momento che entrambi i topi sono in grado di muoversi liberamente la suddetta contatto attivo fisico tende ad essere dominante e non può essere eliminato. Le tre camere apparato è molto più grande di un dispositivo tipico sola camera, che permette il mouse soggetti a rimanere in prossimità o spostare lontano dal mouse Stranger. Pertanto, il livello di stress del test socialità Crawley è bassa e per lo più causate da collocare il mouse sperimentale in un ambiente nuovo, che permette la ripetizione di questa prova nel corso del tempo, ad esempio a diverse età della coorte del mouse stesso: adulti vs giovanile. Mettendo a confronto un gruppo di giovani di animali con la stessa coorte, ma più vecchio, è possibile seguire e discriminare tra compromissione della memoria sociale vs riconoscimento sociale e / o deficit cognitivi, che possono essere osservati in Sessione 2, ed essere in relazione all'età, fisiologia dipendente.

Questo test è relativamente lunghi (~ 40 minuti per il mouse), che è uno svantaggio. Tuttavia, repertori multipli di specifici parametri possono essere monitorati e ricodificato (manuale e / o video), permettendo l'analisi robusto. Per esempio, alcuni dei parametri aggiuntivi, quali il congelamento e / o auto-governare il comportamento, può indicare l'ansia aumentare e diminuire la motivazione per il comportamento sociale. Usando lo stesso protocollo, i topi possono essere sottoposti nuovamente al test il giorno dopo con la stessa Stranger 1 mouse per escludere un effetto di ansia sociale. Parametri aggiuntivi (come crepitio coda, mordendo la coppa filo in cui si trova Stranger 1) può essere utile per distinguere il comportamento aggressivo contro cordialità insolita verso l'animale romanzo. Ansia osservato può essere dovuto ad adattamento inadeguato di topi nella sala sperimentale, illuminazione eccessiva della stanza, la salute del mouse poveri, o come risultato della modificazione genetica e / o neofobia (in alcuni modelli KO). Inoltre, assuefazione sia alterata può essere interpretato come un deficit cognitivo, e possono influire sui risultati della seconda sessione. Prima sottoponendo i topi a questo test, è importante per gli animali soggetti a condizioni generali di salute e di screening neurologico, tra cui la temperatura corporea e il peso, l'esame cappotto, e la serie di seguito agli esami di riflesso: Whisker, raddrizzamento, Ear-Twitch, Tendere la mano e stridenti chiave ( descritto nel 12-15). Ulteriori test comportamentali possono essere utili nel discriminare risposte specifiche. Un maggior numero di contatti e / o un aumento della durata totale di contatti attivi può essere associato a comportamento iperattivo di macchie topo specifici, che possono essere confermata mediante un test di campo aperto (per misurare l'attività locomotoria). Ridotta la durata e / o numero di contatti può essere associata a depressione e / o ansia comportamento simile, che può essere valutato utilizzando FST, TST o EPM, zero-labirinto, test di chiaro / scuro, rispettivamente (descritto in 6, 13 , 15).

Una volta che le condizioni appropriate vengono applicate e osservate differenze significative, vi è l'obbligo di effettuare test di follow-up, al fine di confermare i risultati. L'olfatto gioca un ruolo chiave nel riconoscimento sociale nei roditori, dal momento che sia anosmia indotto chimicamente o la rimozione dei blocchi organo vomeronasale individuale di riconoscimento 16, 17. I topi tendono ad annusare un odore romanzo e poi rapidamente abituare alla sua novità. Il test bulbo olfattivo può essere utilizzato per questo scopo (descritto in 6, 7).

Ci sono anche modifiche e l'utilizzo alternativo di tre compartimenti camera di prova socialità, come la stima del comportamento materno, esaminando il tempotrascorso da un soggetto femminile prossimale ad una tazza contenente suoi cuccioli (che riflettono la motivazione materna), così come la motivazione sessuale, valutando la risposta di un collaudato maschio / femmina ad una femmina / maschio sotto tazza invece di Stranger 1 in sessione 1 7, 11.

Ulteriori test può essere utilizzato per esaminare socialità nei topi utilizzando approcci alternativi / paradigmi, come ad esempio l'interazione sociale nella gabbia casa e / o in un nuovo ambiente (una camera di prova interazione sociale), residente intruso, prova partizione, prova approccio sociale , reciproca interazione sociale, ecc (descritto in 3, 18). Vocalizzazioni nelle gamme di ultrasuoni e sonore, indicazioni visive, gustative e tattili modalità possono anche contribuire alla comunicazione di informazioni e di legami sociali (recensione in 19).

Socialità deteriorate e disregolazione del comportamento sociale è stato implicato come un segno distintivo per molti disturbi psichiatrici. Per esempio, disturbo dello spettro autistico e la schizofrenia sono entrambi caratterizzati da deficit marcato nella cognizione sociale e comportamento sociale 20, e le interruzioni di rapporti sociali risultato di un aumentato rischio di depressione 21. Così, il test qui descritto può essere utilizzato in modelli animali delle condizioni di cui sopra. Inoltre, questo test è applicabile per valutare i potenziali effetti di sostanze farmacologiche sulla socialità (recensione in 3, 22-24).

Dichiarazioni

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

Ringraziamenti

OKB e JRW ha scritto il manoscritto. Questo lavoro è stato sostenuto da CIHR concedere MOP 74711 (per JRW).

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Ethanol 70% (alcoli commerciali)MSH19901
Clidox 1:5:1 Base AttivatorePharmacal96130F 95130F1 parte di Base, 5 parti di acqua, 1 parte di Attivatore

Riferimenti

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