Beoordeling van de sociale interactie gedrag

Samenvatting

Hier beschrijven we een gedetailleerd protocol voor het onderzoek van gezelligheid in muizen met behulp van Crawley's gezelligheid en de voorkeur voor de sociale vernieuwing te testen. Beschrijven we de voordelen en mogelijke toepassingen voor deze procedure, inclusief kritische details van belang voor een juiste interpretatie van de resultaten.

Samenvatting

Sociale interacties zijn een fundamenteel en adaptieve onderdeel van de biologie van talrijke soorten. Sociale erkenning is van cruciaal belang voor de structuur en stabiliteit van de netwerken en relaties die de samenleving definiëren. Voor dieren, zoals muizen, kan de erkenning van soortgenoten van belang zijn voor het behoud van sociale hiërarchie en voor de partner keuze ^1.

Een verscheidenheid van neuropsychiatrische stoornissen worden gekenmerkt door verstoringen in sociaal gedrag en sociale erkenning, waaronder depressie, autisme spectrum stoornissen, bipolaire stoornissen, obsessieve-compulsieve stoornissen en schizofrenie. Studies van zowel mensen als dieren modellen (bv., Drosophila melanogaster, Caenorhabditis elegans, Mus musculus, Rattus norvegicus) hebben genen die betrokken zijn bij de regulatie van sociaal gedrag ^2. Voor de beoordeling van gezelligheid in diermodellen, een aantal gedrags-tests zijn ontwikkeld (beoordeeld in ^3). Integratieve onderzoek met behulp van diermodellen en worden passende tests voor sociaal gedrag kan leiden tot de ontwikkeling van verbeterde behandelingen voor sociale psychopathologie.

De drie-kamer-paradigma test bekend als gezelligheid Crawley's en de voorkeur voor sociale nieuwigheid protocol is met succes gebruikt om sociale aansluiting en sociaal geheugen studie in verschillende inteelt en mutante muizen-lijnen (bijv. ^4-7). Het belangrijkste principe van deze test is gebaseerd op de vrije keuze door een onderwerp muis om tijd te besteden in een van de compartimenten drie doos tijdens twee experimentele sessies, inclusief indirect contact met een of twee muizen waarmee het is onbekend. Te kwantificeren maatschappelijke tendensen van de experimentele muis, de belangrijkste taken om a) de tijd doorgebracht met een nieuwe soortgenoten en b) voorkeur voor een roman versus een bekende soortgenoten te meten. Dus de experimentele opzet van deze test maakt de evaluatie van twee kritische, maar onderscheiden aspecten van sociaal gedrag, zoals sociale aansluiting / motivatie, evenals sociale geheugen en nieuwheid. "Gezelligheid" is in dit geval gedefinieerd als de neiging om tijd door te brengen met een andere muis, in vergelijking met de tijd doorgebracht alleen in een identieke, maar lege kamer ^7. "Voorkeur voor sociale vernieuwing" wordt gedefinieerd als de neiging om tijd door te brengen met een eerder unencountered muis in plaats van met een bekende muis ^7. Deze test geeft robuuste resultaten, die vervolgens zorgvuldig moeten worden geanalyseerd, geïnterpreteerd en ondersteund / bevestigd door alternatieve gezelligheid tests. In aanvulling op specifieke toepassingen, kan Crawley gezelligheid test worden opgenomen als een belangrijk onderdeel van de algemene gedrags-scherm van mutante muizen.

Protocol

1. Apparatuur en Room Set Up:

1. Het apparaat voor de gezelligheid Crawley's en de voorkeur voor sociale nieuwheidstest bestaat uit een rechthoekig, drie-kamer-box. Elke kamer is 19 x 45 cm en de scheidingswanden zijn gemaakt van helder plexiglas, met een open middengedeelte, die vrije toegang tot elke kamer staat.
2. Gebruik twee identieke, draad cup-achtige containers met afneembare deksels die groot genoeg is om een ​​enkele muis vast te houden. Deze zijn verticaal geplaatst in het toestel, een in elke zijkamer, en zal de naïeve / onbekende muis bevatten. Elke container bestaat uit metalen draden om te zorgen voor de lucht-uitwisseling tussen de binnen-en buitenkant van de cilinder, maar klein genoeg om te voorkomen dat de directe fysieke interactie tussen een dier aan de binnenzijde met een aan de buitenkant.
3. Behavioral testen dienen te worden uitgevoerd 9u00-18u00.
4. Algemene verlichting is 650 lux.
5. Dienst Observer 6.0 (Noldus) programma (of een geschikt alternatief), te controleren en registreren van de observatie-en follow-up parameters, vermeld in paragraaf 4.3.
6. Na elke proef, schoon alle kamers met 70% ethanol (tussen muizen) en daarna met Clidox 01:05:01 (tussen de kooien) om olfactorische cue vooroordelen te voorkomen en om een ​​goede desinfectie respectievelijk te garanderen,.
7. De persoon die de observatie moet minimaal 2 meter afstand van het apparaat.

2. Dier Bereiding:

1. Huis drie tot vijf muizen per kooi in een kamer met een 12 uur licht / donker-cyclus (licht aan om 7.00 uur) met ad libitum toegang tot voedsel en water, volgens de normen en eisen van de lokale Animal Care Comite begeleiding en protocollen.
2. Breng alle kooien met muizen in de gedrags-kamer 30 minuten voor de eerste proef begint.
3. Er zijn twee klassen van de muis die nodig zijn voor dit experiment, een die fungeert als een controle, naïef of "unfamiliarized 'dier en een dat is de proefpersoon. Voor de controle muis een muis van dezelfde achtergrond (meestal C57Bl6), leeftijd (meestal 8-12 weken oud), geslacht en gewicht, zonder voorafgaande contact (niet nestgenoten) met het onderwerp muis. Twee controle muizen nodig zijn per experiment, een wordt gebruikt voor de sessie heb ik en een andere voor-sessie II. Dezelfde controle muizen kan worden gebruikt tussen de proeven.

3. Gewenning (adaptatie):

1. Isoleer de rechter en linker compartimenten met behulp van de te verdelen plexiglas wanden.
2. Plaats lege draad containment kopjes in het midden van de rechter en linker kamer (een per site).
3. Plaats het onderwerp muis in het midden van de middelste kamer voor aanpassing.
4. Wennen voor 5 minuten.

4. Sociale Aansluiting Aspect van de Test (sessie I):

1. Plaats een van de controle muizen ("Stranger 1") in een draad containment kopje dat is gevestigd in een van de zijkamers. De plaatsing van een vreemdeling in de linker-of rechterkant van de kamer wordt systematisch veranderd tussen de proeven.
2. Verwijder de muren tussen de compartimenten, zodat gratis toegang voor het onderwerp muis aan elk van de drie kamers te verkennen.
3. Onmiddellijk beginnen met de controle en het opnemen van de volgende parameters:
   1. duur en
   2. aantal directe (actieve) contacten tussen het onderwerp muis en de insluiting beker behuizing of niet de huisvesting van de vreemdeling een muis, voor elke kamer afzonderlijk. Direct contact tussen het onderwerp muis en de insluiting beker, of strekken van het lichaam van het subject muis in een gebied 3-5 cm rondom de beker wordt geteld als een actief contact;
   3. duur en
   4. aantal andere gedragingen door het onderwerp muis in elk compartiment, zoals wandelen, zelf-verzorging, het ontbreken van elk orgaan bewegingen voor meer dan 5 seconden ("bevriezing"), evenals ongewoon gedrag, zoals springen, repetitief gedrag, enz.;
   5. duur en
   6. aantal inzendingen voor elk compartiment. De muis wordt beschouwd als in de kamer toen de kop en vier poten zijn aangegaan in de kamer.
4. De duur van de sessie I is 10 minuten.

5. Sociale Novelty / voorkeur zitting van de Test (Session II):

1. Plaats een tweede controle muis ("Stranger 2") in een identieke draad insluiting beker in de andere kant kamer (die was leeg tijdens de Sessie I). Monitor dezelfde parameters zoals beschreven in 4.3, waarbij een onderscheid tussen de gedragingen het onderwerp muis in de aanwezigheid van een vreemdeling in vergelijking met Stranger 2.
2. De duur van de sessie II is 10 minuten.

6. Statistische analyse:

1. Door het gebruik van de Origin 6,0 programma (of een geschikt alternatief), het analyseren van de volgende parameters met behulp van de geregistreerde gegevens:
   1. het totaal aantal contacten en
   2. totale duur van de contacten tussen experimentele mouse en lege insluiting cup vs of kopje huis Stranger 1 (in sessie I), of tussen experimentele muis en de beker huis Stranger Stranger 1 vs 2 (in sessie II);
   3. gemiddelde duur per contact;
   4. het totale aantal en de duur van ander gedrag (bevriezen, zelf-verzorging, lopen)
   5. totale tijd besteed door het onderwerp muis in elk compartiment.
2. Analyseer de significante verschillen voor elk van de bovengenoemde parameters, door het vergelijken van de groepen:
   1. "Lege" containment cup vs "Stranger 1" voor een wild type (WT) onder voorbehoud
   2. "Lege" containment cup vs "Stranger 1" voor de experimentele muis (bijvoorbeeld een knock-out, transgene of medicijnen behandeld muis, etc.).
   3. "Stranger een" vs "Stranger 2" voor een WT onderwerp
   4. "Stranger een" vs "Stranger 2" voor de experimentele muis (knock-out, transgene of medicijnen behandeld, etc.).
3. Presenteren elke dataset van de bovengenoemde parameters als Sessie I: WT en de proefpersonen; Sessie II: WT en experimentele onderwerpen, zoals weergegeven in figuur 1 (A en B) en 2 (A en B), respectievelijk.

Het is ook raadzaam om rekening houden met andere parameters, die helpen bij het standaardiseren van deze test, zoals voorafgaande ervaring in het herkennen van specifieke muis gedragspatronen, zoals snuiven, verzorging, wrijven, vechten, montage, die kunnen worden grotendeels afhankelijk van subjectieve persoonlijke observatie . De persoon die als de recorder van de gedrags-parameters tijdens de test moet blind zijn voor het genotype of de behandeling voorwaarden en deze informatie daarna gedecodeerd.

7. Representatieve resultaten:

Een voorbeeld van de twee stappen van de sociale interactie test wordt getoond in de figuren 1 en 2. De eerste sessie van de test maakt schatting van sociale aansluiting en de motivatie van het onderwerp muis. In dit deel van de test, was de vreemdeling muis opgesloten in een cirkelvormige draad beker die neus contact toegestaan, maar voorkomen dat de gevechten tussen muizen. Deze voorwaarden zorgen ervoor dat de sociale aanpak worden geïnitieerd door het onderwerp muis en zijn onderzoeks-alleen, zonder direct fysiek contact. De muis heeft de keuze om meer tijd rond de insluiting cup met de vreemdeling muis te brengen of om enig contact te vermijden door te verhuizen naar het compartiment met de lege beker. Andere parameters, zoals het aantal individuele contacten, kan worden gebruikt in aanvulling op de duur bracht de buurt van de vreemdeling muis.

Typisch, een wild-type dier zal aanzienlijk meer tijd in het compartiment met een vreemdeling ten opzichte van het compartiment met lege beker (Figuur 1A), wat aangeeft normale gezelligheid, de sociale motivatie en aansluiting. In GSK-3α knockout muizen, bijvoorbeeld, zijn er geen significante verschillen tussen de bestede tijd met lege beker in vergelijking met de cup met een vreemdeling (Figuur 1B), wat aangeeft verminderde gezelligheid in deze dierlijke model ^6.

De tweede sessie van de test is bedoeld om sociale vernieuwing en sociale geheugen te schatten. In dit deel, het onderwerp muis heeft een vrije keuze tussen de eerste, reeds onderzocht, onbekende muis (Stranger 1), en een nieuwe onbekende muis (Stranger 2). Meestal een WT dier herinnert aan haar vroegere contact met Stranger 1, en in deze sessie, de neiging om meer tijd te besteden met de nieuw aangetroffen muis (Stranger 2), wat aangeeft intact sociaal-geheugen en voorliefde voor nieuwe ervaringen (figuur 2A).

In tegenstelling tot de wild-type muizen, doe GSK-3α mutant dieren niet zien voorkeur voor de kamer met daarin een nieuw geïntroduceerde muis (Stranger 2) over een kamer met een inmiddels bekende muis (Stranger 1) in de sessie II (Figuur 2B). Onverschillige gedrag van KO muizen in deze test is een indicatie van verminderde motivatie en sociale vernieuwing.

. Figuur 1 Sessie I: sociale affiliatie en gezelligheid. De gemiddelde lengte van de tijd (± SEM) in de kamer met de vreemdeling ('vreemdeling zijde ") in vergelijking met de andere kamer (" lege kant "). In tegenstelling tot WT mannen (A), KO (B) dieren niet in geslaagd een voorkeur voor sociale nabijheid te tonen door het uitgeven van hetzelfde moment in beide kamers. *** P ≤ 0,0001 in WT-groep.

Figuur 2 Sessie II:. Sociale geheugen en nieuwheid. Gemiddelde duur van de tijd (± SEM) in de kamer met de onbekende muis van de gezelligheid fase ("Stranger 1") en in de tegenovergestelde kamer met een nieuwe onbekende muis ("Stranger 2"). In tegenstelling tot WT mannen (A), KO (B) dieren niet in geslaagd een voorkeur voor sociale vernieuwing aan te tonen door het uitgeven van hetzelfde moment in beide kamers. *** P ≤ 0,0001 in WT-groep.

Discussie

Mus musculus is een sociale soort die zich bezighoudt met een hoge mate van wederkerige sociale interacties, gemeenschappelijke nesten, seksueel gedrag en ouderschap, de territoriale geur-markering en agressief gedrag ^8-10. Verschillende tests zijn ontwikkeld om sociale gedrag bij muizen (beoordeeld in ³⁾ te onderzoeken. Hier presenteren we een grote schaal wordt toegepast test om gezelligheid te evalueren bij muizen. Crawley's gezelligheid en de voorkeur voor de sociale vernieuwing test is oorspronkelijk ontwikkeld door Crawley en collega's ^{7, 11.} Er zijn verschillende voordelen aan de drie-kamer paradigma, dat de betrouwbaarheid van gegevens voor het onderzoek van gezelligheid, sociale aansluiting, sociaal geheugen en voorkeur, met behulp van soortgelijke procedures te verbeteren. De belangrijkste specificiteit van deze test is het ontwerp, waarin een muis, die eerder unencountered door het onderwerp dier, is geplaatst onder een draad beker en niet in staat om vrij te bewegen. Dit voorkomt direct lichamelijk contact, waardoor vechten en / of agressief gedrag, maar laat zintuiglijke interacties (geur, zicht, geluid, smaak). Onder deze omstandigheden, de experimentele muis initieert en een einde aan alle interacties, altijd met een keuze tussen onbekende muis vs lege container (in sessie 1), of tussen vertrouwde muis (Stranger 1) vs de roman muis (Stranger 2). Bijvoorbeeld, in een-kamer sociale interactie tests, is het onderwerp muis blootgesteld aan een vreemdeling in dezelfde kamer, en aangezien beide muizen vrij kunnen bewegen de genoemde actieve fysiek contact heeft de neiging om dominant en kan niet worden uitgesloten. De drie-kamer apparaat is veel groter dan van een normale kamer-apparaat, waardoor het onder de muis te blijven in de nabijheid van of ver weg van het Stranger muis. Zo, de stress niveau van gezelligheid Crawley de test is laag en meestal veroorzaakt door het plaatsen van de experimentele muis in een nieuwe omgeving, die herhaling van deze test na verloop van tijd het toelaat, bijvoorbeeld bij verschillende leeftijden van dezelfde muis cohort: juveniele vs volwassene. Door het vergelijken van een jonge groep van dieren met het zelfde maar oudere cohort, is het mogelijk om follow-up en tussen de impairment discrimineren in sociale erkenning vs sociale geheugen en / of cognitieve stoornissen, die kunnen worden waargenomen in sessie 2, en worden gerelateerd aan leeftijd afhankelijk van fysiologie.

Deze test is relatief tijdrovend (~ 40 minuten per muis), wat een nadeel is. Echter, kunnen meerdere repertoires van specifieke parameters worden gecontroleerd en gehercodeerd (handmatig en / of video), waardoor robuuste analyse. Bijvoorbeeld, kunnen sommige van bijkomende parameters, zoals bevriezing en / of self-poetsgedrag, wijzen op een toegenomen angst en verminderde motivatie voor sociaal gedrag. Door het gebruik van hetzelfde protocol, kunnen muizen opnieuw worden getest met de volgende dag met dezelfde Stranger een muis uit te sluiten een effect van sociale angst. Bijkomende parameters (zoals staart rammelen, bijten van de draad cup waar Stranger 1 is gevestigd) kan nuttig zijn in het onderscheiden van agressief ten opzichte van ongewone vriendelijkheid gedrag ten opzichte van de roman dier. Waargenomen angst kan te wijten zijn aan verkeerde aanpassing van de muizen om de experimentele ruimte, te veel verlichting, een slechte muis gezondheid, of als gevolg van genetische modificatie en / of neofobie (in sommige KO-modellen). Bovendien kan een gestoorde gewenning worden geïnterpreteerd als een cognitieve stoornissen, en kan invloed hebben op de resultaten van de tweede sessie. Voordat u ten aanzien muizen om dit te testen, is het belangrijk om onder de dieren van de algemene gezondheid en neurologische screening, waaronder de lichaamstemperatuur en het gewicht, vacht onderzoek, en de reeks van de volgende reflex examens: Whisker, Oprichtproef, Oor-Twitch, bereiken en Key rinkelende ( zoals beschreven in ^12-15). Extra gedragstesten kan helpen bij het onderscheiden van specifieke antwoorden. Een toename van het aantal contacten en / of een toename van de totale duur van de actieve contacten misschien geassocieerd met hyperactief gedrag van specifieke muis vlekken, die kan worden bevestigd door middel van een open veld test (om locomotorische activiteit te meten). Verminderde duur en / of het aantal contacten kunnen worden geassocieerd met depressieve-en / of angst-achtig gedrag, dat kan worden geëvalueerd met behulp van FST, TST of EPM, zero-doolhof, licht / donker tests, respectievelijk (beschreven in ^{6, 13 , 15).}

Zodra de juiste voorwaarden worden toegepast en nageleefd significante verschillen, is er een verplichting uit te voeren follow-up tests, om de bevindingen te bevestigen. Reukzin speelt een belangrijke rol in de sociale erkenning bij knaagdieren, want ofwel chemisch geïnduceerde anosmie of verwijdering van de vomeronasale orgaan blokken individuele erkenning ^{16, 17.} Muizen hebben de neiging om een ​​nieuwe geur ruiken en dan snel wennen aan zijn nieuwigheid. De bulbus olfactorius test kan worden gebruikt voor dit doel (beschreven in ^{6, 7).}

Er zijn ook aanpassingen en alternatieve gebruik van drie-compartimenten kamer gezelligheid te testen, zoals de schatting van moederlijk gedrag, door onderzoek van de tijduitgegeven door een onderwerp vrouwelijke proximaal om een kop met haar pups (als gevolg van moederlijke motivatie), evenals seksuele motivatie, door de reactie van een getest man / vrouw naar een man / vrouw onder kopje in plaats van Stranger in een sessie een ^{7, 11.}

Verdere tests kunnen worden gebruikt om de gezelligheid in muizen te onderzoeken door het gebruik van alternatieve benaderingen / paradigma's, zoals de sociale interactie in de kooi en / of in een nieuwe omgeving (een-kamer-sociale interactie test), resident indringer, partitie test, sociale benadering te testen , wederkerige sociale interactie, etc (zoals beschreven in ^{3, 18).} Geluiden in de ultrasone en sonische bereik, visuele, smaak-en tactiele modaliteiten kan ook bijdragen aan de communicatie van informatie en sociale binding (overzicht in ^19).

Verminderde gezelligheid en ontregelde sociaal gedrag is betrokken als een keurmerk voor een groot aantal psychiatrische stoornissen. Zo worden bijvoorbeeld autisme spectrum stoornis en schizofrenie beide gekenmerkt door duidelijke tekorten in sociale cognitie en sociaal gedrag ^20, en verstoringen van sociale relaties resulteren in een verhoogd risico op depressie ^21. Zo kan de hier beschreven test worden gebruikt in diermodellen van de hierboven vermelde voorwaarden. Bovendien is deze test is van toepassing voor de beoordeling van mogelijke effecten van farmacologische stoffen op sociabiliteit (beoordeeld in ^{3, 22-24).}

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel

Naam	Bedrijf	Catalogusnummer	Opmerkingen
Ethanol 70% (commerciële alcoholen)	MSH	19901
Clidox 1:5:1 Basis Activator	Pharmacal	96130F 95130F	1 deel basis op 5 delen water en 1 deel activator