2015年5月5日
この原稿は、げっ歯類の嗅覚系を調べるためのプロトコルを説明しています。嗅覚馴染/嗅覚異常試験により、研究者は、マウスが繰り返し提示される匂いに慣れるかどうか、およびマウスが新しい匂いを嗅いだときに馴染み消すかどうかを判断できます。
本手順の全体的な目的は、マウスが新規および社会的な臭いの両方に対して、検知、慣習化、および脱慣習化を行う能力を調査する方法を提供することです。これは、まずフルーツやナッツベースの抽出物などの一連の新規非社会的臭いと、ケージの敷材などの社会的臭いを用意することで達成されます。次のステップでは、3種類の新規臭いから始め、続いて2種類の異なる社会的臭いをマウスに提示します。
各試行において、マウスの嗅ぎ行動を評価し記録します。最終的に、マウスの嗅覚に関する臭気、識別、および慣習テストを用いて、動物が新しい臭いに反応できること、その臭いに慣れること、そして別の新しい臭いや社会的臭いを提示された際に脱慣習化する能力があることを示します。この手法は、動物が新しい動物や新しい刺激に反応しない理由が、単にその動物が臭いを検知できないためであるかどうかなど、神経科学分野における重要な疑問を解決するために利用できます。
手袋を着用し、3本の15 milliliter conical tubesに10 millilitersの水を入れることで、非社会的臭気の準備を開始します。1本目のチューブにアーモンドエキスを100 microliters、2本目のチューブにバナナエキスを100 microlitersをそれぞれピペットで加え、3本目のチューブは対照として水のみのままにします。次に、少なくとも3日間清掃されておらず、被験体と同性のマウスが同数入った2つの異なるマウスケージを用意します。
綿棒を使用して、汚れたケージの底をジグザグに拭います。綿棒に付着した敷材を振り落とし、密閉蓋付きの大きなガラス瓶に綿棒の先端側を下にして入れます。テスト対象となるマウス1匹につき、両方のケージから合計3本の綿棒が得られるまでこの工程を繰り返します。
ジャーを室温で保存し、スワブは4〜6時間以内に使用してください。強く一定の臭気を維持するため、実験当日は臭気サンプルケージを試験エリア外の部屋に移動させてください。香料入りの香水やローションの使用は避け、強い臭いのする食品の摂取も控えてください。
試験手順の直前に、準備した社会的および非社会的臭気、ラボテープ、未使用の綿棒、蓋付きの廃棄ボトル、および2つのタイマーを試験室に配置します。清潔な手袋を着用し、1匹目のマウスを計量します。その後、マウスを、水ボトルがなくワイヤー製の蓋が付いた清潔なケージに移します。
ケージを異常な臭いや騒音のない場所に置き、マウスを新しいケージに45分間順応させます。順応期間が終了したら、マウスをケージに入れたまま試験エリアへ移動させ、別のマウスの順応を開始します。順応させたマウスのケージを、座った状態で観察しやすい高さのカウンター上に置きます。
次に、テキストプロトコルに記載された順序に従い、非社会的臭気の一つを準備します。新しいスワブの先端に臭気を 100 µL 滴下してください。これは使用直前に行います。社会的臭気については、あらかじめ準備してそれぞれの瓶に保管しておいたスワブの中から一つを取り出して使用してください。
ケージのワイヤー製の蓋を持ち上げ、綿棒の無香料側をワイヤー蓋の下側からウォーターボトルの開口部に挿入します。臭いの混入を防ぐため、指を含むいかなるものにも綿チップが触れないようにしてください。香り付きの綿棒がケージ内に約1インチ残ったところで、ラボテープを使用して綿棒の木製端をケージの下側に固定します。
その後、ケージの蓋をゆっくりと戻します。テストマウスへの刺激を避けるため、すぐに2分間の計時を開始してください。1つ目のタイマーと2つ目のストップウォッチを使用して、テストマウスが臭いを嗅いでいた累積時間を記録します。
能動的な嗅ぎ動作(Active sniffing)は、マウスが綿棒から2 cm以内にあり、かつ鼻を綿棒に向けている状態と定義されます。試行終了後、ワイヤー製の蓋を持ち上げ、蓋の下側から綿棒を下に引き抜いて注意深く取り出します。綿棒の臭いが付着した先端が蓋に触れないようにし、使用済みの綿棒を廃棄ボトルに密封します。マウスを1分間休ませている間に、次のドナー綿棒を準備してください。
各香りを2分間、3回連続で提示します。すべての試行が完了したら、使用済みの綿棒が入った廃棄ボトルを試験室外のゴミ箱に空け、マウスをホームケージに戻します。各匂い物質は、まずC 57 black six J背景のマウスに、各匂いを順次提示することで与えられました。
マウスは居住を示唆する臭いの探索に費やす時間が短くなりました。居住および識別の同様のパターンが、非社会的臭いと同様に社会的臭いでも見られました。しかし、マウスは社会的臭いの探索により多くの時間を費やしました。
同様の非社会的な臭いをFVB混合背景系統の雄に提示したところ、同様の馴化パターンが見られた。導入された新しい臭いごとに能動的な嗅ぎ行動の増加が認められたが、同じ臭いを繰り返し提示するごとにその行動は減少した。しかし、FVBマウスは社会的な臭いに対しては異なるパターンを示し、繰り返し曝露しても嗅いでいる時間に有意な減少は見られなかった。
このデータは、マウスが2種類の社会的臭気の繰り返し提示に慣れないことを示唆しています。このビデオを視聴することで、マウスが新しい臭気や社会的臭気を検知する能力、その臭気に慣れる能力、そして新しい臭気が提示された際に再びその臭気に慣れなくなる(脱馴化する)能力をどのようにテストするかについて、十分に理解できるはずです。
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本記事では、嗅覚慣習化/脱慣習化試験を用いてマウスの嗅覚機能を評価するための詳細なプロトコルを紹介します。この手法は、非社会的および社会的の両方の臭気に対するマウスの検知能、慣習化能、および脱慣習化能を評価するものであり、嗅覚手がかりを含む行動研究における重要なコントロールを提供します。
マウスにおける嗅覚識別および慣化の信頼性の高い評価は、行動表現型の解析におけるリスクを軽減し、神経科学における創薬のトランスレーショナルな妥当性を確保するために不可欠です。本プロトコルを用いることで、観察された行動結果が感覚欠損によって混同されていないことを確認でき、強固なターゲットバリデーションとメカニズムへの信頼性を裏付けることが可能になります。初期の創薬の転換点において嗅覚機能試験を統合することで、偽陽性を減らし、神経精神疾患および神経変性疾患モデルに関するポートフォリオの意思決定を向上させることができます。
この嗅覚識別および慣化プロトコルは、初期探索と前臨床行動検証のインターフェースに位置しており、リード化合物の同定および有効性試験の前に行う重要なコントロールとして機能します。