2015년 5월 5일
이 원고는 설치류의 후각 시스템을 조사하는 프로토콜을 설명합니다. 후각 습관화/습관 제거 테스트를 통해 조사관은 마우스가 반복적으로 제시된 냄새에 습관화되어 있는지, 그리고 새로운 냄새가 나왔을 때 마우스가 습관 해제를 보이는지 여부를 결정할 수 있습니다.
본 실험 과정의 전반적인 목표는 마우스가 새로운 냄새와 사회적 냄새 모두에 대해 탐지, 습관화 및 탈습관화하는 능력을 조사하는 방법을 제공하는 것입니다. 이를 위해 먼저 과일 및 견과류 기반 추출물과 같은 일련의 새로운 비사회적 냄새와 케이지 베딩과 같은 사회적 냄새를 준비합니다. 두 번째 단계는 3가지의 새로운 냄새를 시작으로, 이어서 2가지의 서로 다른 사회적 냄새를 마우스에게 제시하는 것입니다.
각 시험 동안 마우스의 후각 행동을 평가하고 기록합니다. 최종적으로, 마우스 후각의 냄새 인식, 식별 및 습관화 테스트를 통해 동물이 새로운 냄새에 반응할 수 있는지, 해당 냄새에 습관화될 수 있는지, 그리고 또 다른 새로운 냄새나 사회적 냄새가 제시되었을 때 탈습관화 능력을 보일 수 있는지를 확인합니다. 이 방법은 동물이 새로운 동물이나 자극에 반응하지 않는 이유가 냄새를 감지하지 못하기 때문인지를 판단하는 등 신경과학 분야의 핵심적인 질문에 답하는 데 사용될 수 있습니다.
장갑을 착용하고 15 milliliter 원추형 튜브 3개에 물 10 milliliter씩을 채워 비사회적 냄새 시료 준비를 시작합니다. 첫 번째 튜브에는 아몬드 추출물 100 microliters를, 두 번째 튜브에는 바나나 추출물 100 microliters를 각각 피펫으로 넣고, 세 번째 튜브는 대조군으로 사용하기 위해 물만 남겨둡니다. 다음으로, 최소 3일 동안 청소하지 않았으며 테스트 대상과 성별이 같고 마리 수가 동일한 마우스가 들어 있는 서로 다른 케이지 2개를 준비합니다.
면봉을 사용하여 오염된 케이지 바닥을 지그재그 방식으로 닦아냅니다. 면봉에 붙은 베딩 물질을 털어낸 후, 닦은 면이 아래로 향하게 하여 밀폐 가능한 커다란 유리병에 넣습니다. 테스트할 마우스 한 마리당 두 케이지 모두에서 면봉 3개를 얻을 때까지 이 과정을 반복합니다.
병을 상온에서 보관하고 면봉은 4~6시간 이내에 사용하십시오. 강하고 일관된 냄새를 유지하기 위해, 실험 당일 냄새 샘플 케이지를 테스트 구역 외부의 방으로 옮기십시오. 향수나 로션을 사용하지 마십시오. 또한 강한 냄새가 나는 음식의 섭취를 피하십시오.
테스트 절차 직전에 준비된 사회적 및 비사회적 냄새 시료를 실험실 테이프, 새 면봉, 뚜껑이 있는 폐기물 병, 타이머 2개와 함께 테스트 룸에 배치합니다. 깨끗한 장갑을 착용하고 첫 번째 마우스의 무게를 측정합니다. 그 다음, 마우스를 급수병이 없고 와이어 뚜껑이 있는 깨끗한 케이지로 옮깁니다.
케이지를 특이한 냄새나 소음이 없는 곳에 두고 마우스가 새 케이지에 45분 동안 적응하도록 합니다. 적응 기간이 끝나면 마우스가 들어있는 케이지를 테스트 구역으로 옮기고, 다른 마우스의 적응을 시작합니다. 적응을 마친 마우스의 케이지를 앉아서 관찰하기 편한 높이의 카운터 위에 놓습니다.
다음으로, 텍스트 프로토콜에 설명된 순서에 따라 비사회적 냄새 중 하나를 준비하여 새 면봉 팁에 100 µL의 향료를 묻힙니다. 이는 사용 직전에 수행합니다. 사회적 냄새의 경우, 각각의 보관병에서 이전에 준비된 면봉 중 하나를 꺼내어 사용합니다.
케이지의 와이어 상단을 들어 올리고, 면봉의 향이 없는 끝부분을 와이어 덮개 아래쪽에서 물병 입구로 삽입합니다. 냄새 오염을 방지하기 위해 손가락을 포함한 그 어떤 것에도 면봉 팁이 닿지 않도록 주의하십시오. 향 면봉이 케이지 내부에 약 1인치 정도 남았을 때, 실험용 테이프를 사용하여 면봉의 나무 끝부분을 케이지 아래쪽에 고정합니다.
그런 다음 뚜껑을 조심스럽게 닫아 케이지 위에 덮습니다. 테스트 마우스가 방해받지 않도록 즉시 2분 동안 시간을 측정하기 시작합니다. 첫 번째 타이머와 두 번째 스톱워치를 사용하여 테스트 마우스가 냄새를 맡는 데 소비한 누적 시간을 기록합니다.
능동적 후각 탐색(Active sniffing)은 마우스가 면봉 2cm 이내에 있으면서 코를 면봉 쪽으로 향하는 상태로 정의합니다. 실험 시행이 끝나면 와이어 덮개를 들어 올리고, 면봉을 덮개 아래쪽으로 끌어내려 조심스럽게 제거합니다. 덮개가 면봉의 냄새 함유 부분에 닿지 않도록 주의하며 사용한 면봉을 폐기병에 밀봉하고, 마우스가 1분 동안 휴식을 취하는 동안 다음 공여 면봉을 준비합니다.
각 향기를 2분 동안 세 번 연속으로 제시합니다. 모든 실험이 완료되면, 사용한 면봉이 들어 있는 폐기물 병을 실험실 외부의 쓰레기통에 비우고 마우스를 홈 케이지로 돌려보냅니다. 각 후각 자극제는 C 57 black six J 배경의 마우스에게 각 향을 연속적으로 제시하는 방식으로 먼저 제공되었습니다.
마우스는 거주 흔적을 암시하는 냄새를 탐색하는 데 더 적은 시간을 소비하였습니다. 거주 및 식별의 동일한 패턴이 비사회적 냄새와 마찬가지로 사회적 냄새에서도 관찰되었습니다. 하지만 마우스는 사회적 냄새를 탐색하는 데 더 많은 시간을 소비하였습니다.
동일한 비사회적 냄새를 FVB 혼합 배경 계통 수컷에게 제시했을 때, 유사한 습관화 패턴이 관찰되었습니다. 새로운 냄새가 도입될 때마다 활동적인 킁킁거림(sniffing)이 증가했으며, 동일한 냄새가 반복적으로 제시됨에 따라 이는 점차 감소했습니다. 하지만 FVB 마우스는 사회적 냄새에 대해 다른 패턴을 보였는데, 반복 노출 시 킁킁거림에 소비하는 시간이 유의미하게 감소하지 않았습니다.
이 데이터는 마우스가 두 가지 사회적 냄새의 반복적인 제시에 습관화되지 않음을 시사합니다. 이 영상을 시청한 후에는 마우스가 새로운 냄새나 사회적 냄새를 감지하는 능력, 해당 냄새에 습관화되는 과정, 그리고 새로운 냄새가 제시되었을 때 다시 탈습관화되는 과정을 테스트하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다.
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본 논문은 후각 순응/탈순응 테스트를 이용하여 생쥐의 후각 기능을 평가하는 상세 프로토콜을 제시합니다. 이 방법은 비사회적 및 사회적 냄새에 대해 생쥐가 감지하고, 순응하며, 다시 탈순응하는 능력을 평가함으로써 후각 자극을 포함하는 행동 연구에 필수적인 대조군 데이터를 제공합니다.
마우스의 후각 식별 및 습관화에 대한 신뢰할 수 있는 평가는 행동 표현형 분석의 리스크를 줄이고 신경과학 신약 개발의 중개 타당성을 확보하는 데 매우 중요합니다. 본 프로토콜을 통해 연구팀은 관찰된 행동 결과가 감각 결핍으로 인한 혼란 변수에 의해 영향을 받지 않았음을 확인할 수 있으며, 이를 통해 견고한 타겟 검증과 기전적 신뢰도를 확보할 수 있습니다. 초기 발굴 단계의 전환점에서 후각 기능 테스트를 통합함으로써 위양성 결과를 줄이고, 신경정신질환 및 신경퇴행성 모델에 대한 포트폴리오 의사결정 능력을 향상시킬 수 있습니다.
본 후각 식별 및 습관화 프로토콜은 초기 발굴과 전임상 행동 검증의 접점에 위치하며, 리드 화합물 식별 및 효능 연구 전의 중요한 대조군 역할을 합니다.