Articolo metodologico

Attiva e passiva docilità separatamente nei topi di misura

DOI:

10.3791/58048

⸱

10 agosto 2018

 ,  ,  ,  ,  , 
1Mouse Genomics Resource Laboratory, National Institute of Genetics, 2Department of Genetics, SOKENDAI (The Graduate University for Advanced Studies), 3Research Center for Global Agromedicine, Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine

In questo articolo

Sommario

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Docilità negli animali include una riduzione delle risposte di evitare agli esseri umani (docilità passivo) e un aumento in attivi approcci agli esseri umani (attivo docilità). Qui, descriviamo protocolli dettagliati per tre test comportamentali (docilità attiva, passiva docilità e soggiorno-su-mano test) per misurare separatamente la docilità attiva e passiva dei topi.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Animali domestici come cani e topi di laboratorio mostrano un elevato livello di docilità, che è importante per gli esseri umani di gestirli facilmente. Docilità ha due componenti comportamentali: una certa riluttanza a evitare gli esseri umani (passiva docilità) e una motivazione per gli esseri umani di approccio (attivo docilità). Per quantificare questi componenti nei topi, abbiamo sviluppato in precedenza test comportamentali per docilità attiva, passiva docilità, e la volontà di rimanere su una mano umana, ognuna progettata per essere completato entro 3 min. I dati ottenuti sono stati utilizzati per l'allevamento selettivo, con un gran numero di topi analizzati per generazione. Il test attivo docilità misura il movimento del mouse verso una mano umana e il contatto in che si impegna. Il test di passiva docilità misura la durata di tempo che un mouse tollera tocco umano. Nella prova di soggiorno a portata di mano, un mouse è posizionato su una mano umana e toccato lentamente con il pollice della mano; la durata di tempo che l'animale rimane sulla mano viene misurata. Qui, descriviamo il test set-up e apparato, spiegare le procedure e discutere l'analisi di dati appropriato. Infine, ci spiega come interpretare i risultati.

Introduzione

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Allevamento selettivo durante l'addomesticamento ha cambiato le caratteristiche degli animali domestici per renderli meglio adattato per vivere con gli esseri umani1,2,3. "Docilità" è un tratto comune del comportamento osservato in animali domestici. Gli studi di allevamento selettivo per docilità in animali rivelano come loro fenotipi sono cambiate nel corso di addomesticamento. In un famoso studio, volpi si sono allevate selettivamente per docilità e un gruppo di volpi che ha esibito un alto livello di docilità era stabilito2. Le volpi hanno mostrato anche altri cambiamenti di fenotipo che coinvolgono morfologia, riproduzione, colore del mantello e tratti fisiologici. Selettiva di allevamento per docilità nei topi, un animale da laboratorio popolare, può aiutare a rivelare il meccanismo sottostante il cambiamento in una varietà di fenotipi durante l'addomesticamento.

Docilità ha due componenti comportamentali: approcci attivi agli esseri umani (attivo docilità) ed una riduzione nell'evitare di esseri umani (passiva docilità)4. In uno studio precedente, abbiamo stabilito tre test comportamentali per caratterizzare i livelli di docilità nei topi: docilità attiva, passiva docilità e soggiorno-su-mano test5. Il primo test è stato progettato per quantificare la docilità attivo del mouse misurando la latenza del suo approccio spontaneo verso un essere umano e il tempo che trascorso a contatto con una mano umana. Il secondo test è stato progettato per quantificare passiva docilità misurando quanto tempo un mouse tollerato essere toccato dalla mano dell'uomo. La prova di soggiorno-su-mano era destinata a quantificare prevenzione comportamentale di essere accarezzato lievemente dalla mano dell'uomo. Questi tre valutazioni richiedono solo un apparato di campo aperto, una fotocamera digitale e un grosso paio di pinzette. Possono essere completati in sequenza all'interno di 3 min, consentendo una grande quantità di dati da raccogliere al giorno.

Nello studio precedente, abbiamo caratterizzato e confrontato i comportamenti di docilità utilizzando una serie di diversi ceppi di topi inbred: 10 ceppi selvatici, uno sforzo fantasia giapponese del mouse-derivato e laboratorio sei ceppi5. La maggior parte addomesticati ceppi ha mostrati una docilità passiva significativamente superiore rispetto ai ceppi selvatici, ma la docilità attivi non hanno differito fra i due gruppi. Da questi risultati, abbiamo concluso che i topi domestici che sono i fondatori di ceppi di laboratorio principalmente sono stati selezionati per la loro docilità passiva, ma non per docilità attivo, nella loro storia di allevamento.

Abbiamo condotto successivo allevamento selettivo con otto diversi ceppi di topi selvatici per generare una popolazione geneticamente eterogenea6. Abbiamo scelto gli animali che ha segnato in alto sul test attivo docilità e con successo ha aumentato la loro docilità attivo nelle successive generazioni, rispetto ad un gruppo di controllo. Questo risultato ha indicato che le prove di misurano in modo affidabile la docilità nei topi.

Qui, descriviamo il metodo completo per la misurazione di indici comportamentali utilizzando i tre test comportamentali. Innanzitutto, spieghiamo il set-up e le apparecchiature necessarie. Successivamente, abbiamo dettagliatamente la procedura dettagliata per l'esecuzione degli esperimenti, raccolta dati attraverso video e analisi dei dati utilizzando freeware che abbiamo sviluppato ha detto. Infine, mostrare risultati rappresentativi confrontando la piscina dei topi selettivamente allevati con un gruppo di controllo.

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Protocollo

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tutti gli esperimenti sono stati eseguiti in conformità con le linee guida per gli esperimenti sugli animali dal National Institute of Genetics (NIG), e tutte le procedure sono state approvate dal comitato di NIG per Animal Care e uso (approvazione n. 26-9).

1. gli animali

  1. Allevamento selettivo
    1. Creare topi d'archivio eterogenei selvaggio-derivato del6 (WHS) incrociando 8 ceppi inbred (MSM, HMI, BLG2, PGN2, KJR, CHD, NJL e BFM/2), evitando qualsiasi di consanguineità (accoppiamento tra fratelli o cugini)7. Condurre un allevamento selettivo, a partire dalla terza generazione (G3), selezionando topi che visualizzano più lungo "tempo di contatto" (gruppo selezionato, 16 famiglie di accoppiamento coppie) secondo la docilità attivo di prova (Vedi punto 3.1).
    2. Generare il controllo non selezionate gruppo (anche 16 famiglie di accoppiamento coppie) tramite accoppiamento casuale da G3 in poi. Per un esperimento rappresentativo, è possibile utilizzare topi ottenuti da (S1) selezionati e non selezionati (C1) gruppi di topi WHS per mostrare il modello di docilità sia attiva che passiva, utilizzando i tre test di docilità (Vedi punto 3.1-3.3). Per gli esperimenti, utilizzare 10 G15 topi per gruppo (S1 e C1).
  2. Rappresentante animali oggetto
    1. Svezzare tutti i topi dai loro genitori a 3 settimane di età e ospitarli in gruppi dello stesso sesso con littermates, utilizzando gabbie di plastica dimensioni standard contenenti trucioli di legno, fino al collaudo. Mantenere tutti gli animali presso una struttura animale NIG sotto un ciclo luce/buio di 12/12 h (luci accese da 06:00 a 18:00) e una temperatura costante (23 ± 2 ° C).
    2. Assicurarsi che il cibo e l'acqua sono disponibile ad libitum. Testare i topi a 6 settimane dell'età durante il periodo di luce per analizzare le loro interazioni con gli esseri umani durante parte della giornata quando gli esseri umani sono in genere attivi.
  3. Protocollo di gestione
    1. Utilizzare pinzette grande coperte con tubicini di silicone per trasferire i topi a nuove gabbie di raccoglierle delicatamente da loro code. Utilizzare le pinzette per separarli dai genitori allo svezzamento e spostarli durante gli esperimenti. Nessuno dei topi dovrebbero ricevere trattamento prima delle prove di docilità.
    2. Trasferire i topi in una camera sperimentale appena prima delle prove di docilità.
    3. Tenere i topi maschi separati uno da altro dopo il test, per evitare l'aggressione Inter-maschio in topi WHS.

2. attrezzature

  1. Utilizzare un apparato di campo aperto (400 x 400 x 400 mm, grigiastro polivinilcloruro).
  2. Illuminare il campo aperto utilizzando una clip luce con un bulbo bianco neutro (100 lux) fissato ad un'altezza di 450 mm sopra il campo aperto (Figura 1).
  3. Registrare tutti i comportamenti utilizzando una fotocamera digitale compatta disponibile in commercio fissata a 850 mm sopra il campo aperto utilizzando un cavalletto (Figura 1).
  4. Indossare guanti di stoffa sotto i guanti in lattice per proteggere le mani da essere morso alle durante la prova di docilità passiva (una rara reazione).
  5. Misurare il periodo di prova usando un cronometro.

3. test

Nota: I primi due test (docilità attiva e passiva docilità) sono stati condotti per 1 min ciascuna, e la prova di soggiorno a portata di mano è stata condotta per meno di 1 min. Tutti e tre i test sono stati condotti nell'apparato di campo aperto e registrato utilizzando una fotocamera digitale. Procedura di disinfezione di iodofori deve essere eseguita su tutti i apparats prima di eventuali studi di comportamento.

  1. Procedure per test di docilità attivo
    1. Accendere la fotocamera digitale e avviare la registrazione.
    2. Prendere un mouse delicatamente dalla coda utilizzando un paio di pinzette grande (Vedi punto 1.3.1) e trasferirlo dalla gabbia al centro dell'apparato di campo aperto.
    3. Avviare il cronometro.
    4. Posizionare la mano sinistra nell'angolo inferiore sinistro dell'apparecchio.
    5. Tenere il palmo rivolto verso l'alto e muovere le dita lentamente e costantemente per garantire che il mouse si connette la mano a un essere umano. Il tempo medio per spostare tutte le quattro dita da mignolo al dito indice dovrebbe essere circa 0.5 s, con un ciclo di movimenti ripetuti continuamente.
    6. Spostare la mano verso il mouse lentamente, ad una velocità media di circa 13 cm/s, fermandosi a 10 cm dal lato del corpo del mouse.
    7. Se il mouse tenta di allontanarsi, mantenere la stessa distanza. Se il mouse si avvicina, tenere la mano nella stessa posizione e continuare a muovere le dita leggermente. Se il mouse cerca di arrampicarsi lungo il braccio, è possibile restituirlo al campo utilizzando la mano libera.
    8. Concludere il test dopo 1 min, ritirare la mano e procedere al test passiva docilità.
  2. Procedure per passiva docilità di prova
    1. Seguire la stessa procedura per quanto riguarda il test attivo docilità, ma invece di fermarsi a 10 cm dal corpo del mouse, toccare lentamente il mouse con la punta delle dita.
    2. Lasciare le dita nella stessa posizione, contatto con il mouse, fino a quando il mouse si allontana. Quando il mouse cerca di rompere il contatto, seguirla, in movimento ad una velocità media di circa 23 cm/s e reinizializzare il tocco.
    3. Concludere il test dopo 1 min. riavviare il cronometro immediatamente per avviare il test di soggiorno a portata di mano.
  3. Procedure per soggiorno a portata di mano di prova
    1. Sollevare il mouse dalla coda utilizzando un paio di pinzette grande e posizionarlo delicatamente sul palmo sinistro. Tenere la mano vicino al pavimento dell'apparato di campo aperto.
    2. Colpo il mouse delicatamente ad una velocità media di 0,5 s/corsa con il pollice sinistro fino a quando lascia la mano.
    3. Ripetere i passaggi 3.3.1 - 3.3.2 3x.
    4. Dopo la terza prova, fermare il video registrazione; tutti i test di docilità sono ormai concluso.
  4. Procedure post-sperimentale
    1. Pesare il mouse e contare il numero di feci e urina rimasta in campo aperto.
    2. Contrassegnare il mouse individualmente tramite un punzone di orecchio.
    3. Pulire l'apparecchio e sperimentatore guanti con un tovagliolo di carta imbevuto di disinfettante iodoforo 0,2%.
    4. Pulire l'apparecchio con un panno asciutto.

4. comportamentale analisi

Nota: Le registrazioni Video sono state segnate con tanaMove versione 0.01 (Windows 7), software di registrazione di evento per analisi comportamentale (Figura 2). Il software è liberamente disponibile (supplementare materiali 1) e dal nostro sito Web (http://www.mgrl-lab.jp/MGRL_software.html). Un individuo che era cieco per le condizioni di prova ha ottenuto tutti i filmati. La durata di tutti gli indici comportamentali è stata misurata in incrementi di 0,1-s. Durante le marcature, l'osservatore premuta la lettera appropriata sulla tastiera (Vedi punto 4.1) su notando un dato comportamento.

  1. Assegnazione dei tasti per l'analisi dei video
    1. Assegnare tasti per ogni indice di comportamento. Utilizzando i tasti appropriati per ogni indice comportamentale è fondamentale per riepilogare i dati automaticamente al punto 4.3.
      Nota: Le assegnazioni utilizzate in questo studio sono mostrate nella Figura 3.
  2. Analisi video
    1. Analizzare ogni video registrazione 3x per diversi indici comportamentali (Figura 3B). Auto-governare il comportamento non è stato segnato. Assicurarsi che l'altoparlante incorporato del computer è acceso per sentire il suono del timer nel video.
    2. Lancio tanaMove.
    3. Trascinare e rilasciare il file video da analizzare nella finestra di tanaMove. Confermare che il file sia caricato e che il percorso e il nome del file CSV output del file nella casella File di dati [CSV] è corretto.
    4. Fare clic sul pulsante pronto . Questo attiva una nuova finestra per immettere i tasti assegnati.
    5. Fare clic sul pulsante Play per avviare il file video. Fare clic sul pulsante Stop per mettere in pausa il file video.
    6. Premere il tasto A quando il mouse è osservato "in direzione" o si avvicina la mano, tra cui in piedi ad annusare. Premere il tasto R quando il mouse è osservato "locomoting" senza intestazione verso la mano durante la prova di docilità attivo.
    7. Premere il tasto W per almeno 0,3 s (almeno tre intervalli nella finestra) quando si sente il suono di timer a 60 s.
    8. Avviare l'analisi del test passiva docilità dopo la mano sinistra entra il video. Premere il tasto A quando il mouse è stato osservato in direzione o si avvicina la mano e il tasto R quando il mouse è osservato che viaggiano senza che si dirige verso la mano durante il test di passiva docilità.
    9. Premere il tasto W per almeno 0,3 s (almeno tre intervalli nella finestra) quando si sente il suono di timer a 60 s.
    10. Premere il tasto T quando il mouse è osservato "stare" sulla mano nella prova di soggiorno a portata di mano.
    11. Dopo la prova di soggiorno a portata di mano, fare clic sul pulsante Stop per arrestare il controllo del video.
    12. Fare clic sul pulsante indietro e digitare un nuovo nome di file per l'output di dati CSV.
    13. Fare clic sul pulsante pronto per attivare una nuova finestra per immettere i tasti assegnati.
    14. Fare clic sul pulsante " Gioca " per riavviare il filmato e avviare l'osservazione del test attivo docilità.
    15. Quando il mouse è osservato "contattare" l'umano, che comprende tutti i comportamenti di contatto volontariato ma i contatti non accidentali, quali atterraggio su una palma dopo il salto, durante la docilità attivo test, premere il tasto T .
    16. Premere il tasto W per almeno 0,3 s (almeno tre intervalli nella finestra) quando si sente il suono di timer a 60 s.
    17. Premere il tasto T quando il mouse permette lo sperimentatore a toccare il suo corpo durante la prova di passiva docilità.
    18. Premere il tasto W per almeno 0,3 s (almeno tre intervalli nella finestra) quando si sente il suono di timer a 60 s.
    19. Fare clic sul pulsante Stop per interrompere il video.
    20. Fare clic sul pulsante indietro e digitare un nuovo nome di file per l'output di dati CSV.
    21. Fare clic sul pulsante pronto per attivare una nuova finestra per immettere i tasti assegnati.
    22. Fare clic sul pulsante " Gioca " per riavviare il filmato e avviare l'osservazione del test attivo docilità.
    23. Quando il mouse è osservato "salto" durante la prova di docilità attivo, premere il tasto J .
    24. Premere il tasto W per almeno 0,3 s (almeno tre intervalli nella finestra) quando si sente il suono di timer a 60 s. Quindi avviare l'osservazione del test passiva docilità.
    25. Premere il tasto J quando il mouse è osservato "salto" durante la prova di passiva docilità.
    26. Fare clic sul pulsante Stop per arrestare il controllo del video quando si sente il suono di timer a 60 s.
    27. Fare clic sul pulsante indietro e digitare un nuovo nome di file per l'output di dati CSV.
  3. Riepilogare i dati
    1. Salvare tutti i file di dati raw (CSV) nella stessa cartella con il file supplementari 2. xlsm (Supplemental materiali 2).
    2. Aprire il file supplementari 2. xlsm e fare clic sul pulsante riepiloga .
    3. Salvare i risultati come file separato e utilizzarlo per un'ulteriore analisi del comportamento docilità.

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Risultati

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Abbiamo precedentemente condotto allevamento selettivo per docilità attivo in topi miceandsuccessfully prodotto che ha mostrato un alto livello di docilità attivo6. I risultati rappresentativi della docilità test per i gruppi selezionati e non selezionati dei topi alla 15° generazione (G15) sono riportati in Figura 4. Topi dal gruppo selezionato Punteggio più alto nel test attivo docilità, esibendo una durata significativame...

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Discussione

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

I risultati rappresentativi coprono nove indici comportamentali dalla docilità attiva, passiva docilità e test di soggiorno a portata di mano. Un confronto tra i punteggi tra i selezionati e gruppi di controllo ha rivelato le differenze libere nella docilità. Questi risultati indicano che le tre prove sono valide per misura docilità nei topi.

Livelli di docilità negli animali possono essere difficili da quantificare empiricamente. Diversi metodi sono stati sviluppati per la valutazione di doci...

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Dichiarazioni

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Ringraziamenti

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Quest'opera è stata sostenuta da donazioni per la ricerca scientifica (KAKENHI) come segue: 15H 05724, 16H 01491 e 15H 04289.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
apparecchio per campo apertoO' Hara & Co. Ltd.OF-3102400&volte; 400&volte; 400 mm, polivinilcloruro grigiastro
fotocamera digitale compattaRicoh Company, Ltd.La produzione CX-5in azienda è superiore ai
guanti in latticepuro AS ONEBioLab, cronometro IKG-8002
SEIKOSSBJ018
Iodophor disinfettanteEcolab G.K. (CLEA Japan)CL-4123Mikro Klene

Riferimenti

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Albert, F. W., et al. Phenotypic differences in behavior, physiology and neurochemistry between rats selected for tameness and for defensive aggression towards humans. Hormones and Behavior. 53 (3), 413-421 (2008).
  2. Belyaev, D. K. Destabilizing selection as a factor in domestication. Journal of Heredity. 70 (5), 301-308 (1978).
  3. Trut, L. Early canid domestication: the farm-fox experiment. American Scientist. 87 (2), 160-169 (1999).
  4. Price, E. O. Animal Domestication and Behavior. , CABI Publishing. New York, NY. (2002).
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