Test preferencji węchowych do pomiaru węchowych uprzedzeń hedonicznych w mysich modelach depresji
11 lipca 2025
W tym miejscu przedstawiamy protokół testu preferencji węchowych, który pozwala na ocenę negatywnych uprzedzeń węchowych zarówno wobec apetytywnych, jak i awersyjnych bodźców zapachowych w mysich modelach depresji.
Negatywne nastawienie w przetwarzaniu emocji jest główną cechą zaburzeń depresyjnych. To odchylenie jest szczególnie interesujące dla lepszego zrozumienia fizjopatologii choroby. W tym miejscu proponujemy protokół wiarygodnej oceny wrodzonej oceny zapachu przy użyciu zapachów związanych z różną wartościowością zarówno w męskich, jak i żeńskich mysich modelach depresji.
Ocena błędu hedonicznego w modelach mysich jest niezbędna, zarówno w celu lepszej oceny indukowanego fenotypu depresyjnego, jak i jako narzędzie do badania mechanizmów neuronalnych stojących za tymi zmianami w przypisywaniu walencji. Ogólnie rzecz biorąc, protokół ten zapewnia nowe możliwości badań translacyjnych w celu zrozumienia mechanizmu leżącego u podstaw depresji i skuteczności leczenia. W przyszłości będziemy starali się rozszyfrować obwody mózgowe stojące za tymi zaburzonymi procesami emocjonalnymi i potencjalnymi mechanizmami specyficznymi dla płci, wraz z działaniem leków przeciwdepresyjnych na te szlaki.
Na początek przygotuj zestaw eksperymentalny z wykorzystaniem dwukomorowej areny o wymiarach 45 centymetrów na 50 centymetrów na 25 centymetrów z szarymi ścianami z pleksi i białą podłogą. Podziel arenę na dwie równe komory o wymiarach 25 centymetrów na 45 centymetrów, używając szarej ściany z pleksi o wymiarach 37 centymetrów na 25 centymetrów. Zabezpiecz perforowaną szalkę Petriego klejem i umieść je na dole ściany w każdej komorze.
Następnie użyj dwustronnego kleju lub Blu Tack, aby przymocować każdą szalkę Petriego pionowo do ściany areny. Następnie ustaw kamerę dwa metry nad areną, aby rejestrować zachowanie zwierząt i umożliwić automatyczne śledzenie ich ruchów przez cały czas trwania eksperymentu. Teraz podziel myszy na co najmniej dwie grupy eksperymentalne, myszy kontrolne i myszy z grupy testowej.
Przenieś każdą mysz do pokoju testów behawioralnych na 30 minut przed rozpoczęciem eksperymentu. Za pomocą luksomierza ustaw oświetlenie na arenie na około 40 luksów i sprawdź, czy oświetlenie jest równomiernie rozłożone. Następnie dodaj czystą bibułę filtracyjną o wymiarach 42,5 milimetra do każdej z dwóch szalek Petriego na arenie.
Pierwszego dnia delikatnie umieść wszystkie myszy z tej samej klatki na arenie na 10 minut, aby zmniejszyć neofobię. W dniu badania przygotować zapach w szklanej fiolce pod kapturem chemicznym, stosując odpowiednie rozcieńczenie. Rozcieńczyć nawaniacz w oleju mineralnym lub wodzie destylowanej w zależności od jego właściwości chemicznych.
Tuż przed przetestowaniem każdej myszy użyj mikropipety z końcówką filtrującą, aby zebrać 200 mikrolitrów roztworu zapachowego pod maską. Dozować roztwór na bibułę filtracyjną na jednej z szalek Petriego. Pozostawić drugą bibułę filtracyjną na drugiej szalce Petriego niepoddanej obróbce.
Przenieś szalki Petriego do pomieszczenia do badań. Następnie przymocuj je pionowo do ściany areny. Umieść każdą mysz osobno na arenie pośrodku między dwoma przedziałami.
Nagrywaj zachowanie przez 10 minut za pomocą kamery nad głową. Usuń mysz z areny po zakończeniu okresu obserwacji. Usuń zapachową szalkę Petriego z areny.
Następnie wyczyść arenę za pomocą 70% roztworu dezynfekującego etanolu i dokładnie ją wysusz. Wyrzuć zużytą bibułę filtracyjną i przygotuj następną próbkę zapachu dla następnej myszy. Użyj oprogramowania do automatycznego śledzenia, aby rejestrować pozycję myszy przez cały czas trwania testu.
Zdefiniuj odrębne strefy w obrębie areny na potrzeby analizy. Podczas habituacji wszystkie myszy spędzały co najmniej 50 sekund zarówno w strefie zapachowej, jak i kontrolnej, co wskazuje na odpowiednie zaangażowanie w zadania. Co ważne, myszy narażone na UCMS spędzały ten sam czas w strefie zapachowej co myszy z grupy kontrolnej.
Chociaż pewną różnicę można było zaobserwować w innych strefach. Samice myszy z grupy kontrolnej poruszały się znacznie więcej niż samice UCMS po wystawieniu na kontakt z moczem samca, ale nie podczas habituacji lub ekspozycji na TMT. Wszystkie odczyty odpowiedzi hedonicznej wskazują na znaczące różnice lub tendencję statystyczną między samicami z grupy kontrolnej a samicami z UCMS.
Efekt ten jest również widoczny dzięki Globalnemu Indeksowi Eksploracji Zapachu, który jest połączoną miarą odpowiedzi hedonicznej i lokomotorycznej. Indeks eksploracji zapachu dodatnio korelował z wynikiem emocjonalności zarówno moczu samca, jak i TMT u samic myszy. U samców myszy nie zaobserwowano żadnych różnic podczas habituacji ani w całkowitej odległości przebytej w teście.
Czas spędzony w strefie zapachowej wykazuje znaczne zmniejszenie ilości moczu samic i eksploracji TMT w UCMS w porównaniu z grupą kontrolną. Myszy UCMS wchodzą znacznie rzadziej w strefę zapachową lub mają tendencję do tego i wykazują znacznie obniżony wskaźnik preferencji zarówno dla moczu samic, jak i TMT. Indeks eksploracji zapachu pokazuje ujemnie zmienioną reakcję behawioralną na mocz samicy i TMT myszy UCMS w porównaniu z grupą kontrolną, która wydaje się być dodatnio skorelowana z wynikiem emocjonalności zwierzęcia.
Przegląd
Niniejsze badanie przedstawia protokół testu preferencji węchowych służący do oceny negatywnych uprzedzeń olfaktorycznych w stosunku do bodźców zapachowych zarówno apetycznych, jak i awersyjnych w mysich modelach depresji. Zrozumienie tych uprzedzeń jest kluczowe dla badania fizjopatologii zaburzeń depresyjnych i może pomóc w wyjaśnieniu leżących u ich podstaw mechanizmów neuronalnych oraz wyników leczenia.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- neuronauka
- analiza behawioralna
- zaburzenia psychiatryczne
Wstęp
- Negatywne skrzywienie w przetwarzaniu emocjonalnym jest powszechne w zaburzeniach depresyjnych.
- Ocena wrodzonej waloryzacji zapachów może pomóc w ewaluacji fenotypów depresyjnych.
- Badania mają na celu poznanie obwodów neuronalnych zaburzonych przez depresję.
- Przyszłe prace mogą obejmować badanie mechanizmów specyficznych dla płci oraz efektów działania leków przeciwdepresyjnych.
Cel badania
- Opracowanie wiarygodnej metody oceny stronniczości hedonicznej u myszy.
- Powiązanie wyników behawioralnych z mechanizmami neuronalnymi w depresji.
- Zbadanie kierunków badań translacyjnych w celu zrozumienia depresji.
Zastosowane metody
- Arena dwukomorowa o wymiarach 45 cm x 50 cm x 25 cm.
- Myszy podzielono na grupę kontrolną i grupy eksperymentalne poddane działaniu różnych bodźców zapachowych.
- Kluczowe etapy obejmowały przygotowanie zapachów, obserwację behawioralną oraz rejestrację danych.
- Zachowanie myszy rejestrowano przez dziesięć minut w celu analizy preferencji i eksploracji.
Główne wyniki
- Samice z grupy kontrolnej wykazywały większą aktywność ruchową w odpowiedzi na mocz samców niż samice poddane UCMS.
- Myszy poddane UCMS wykazywały zmniejszoną preferencję do zapachów związanych z walencją negatywną.
- Wskaźniki behawioralne korelowały dodatnio z wynikami emocjonalności u samic.
- U samców nie odnotowano istotnych różnic w zachowaniu, co podkreśla specyfikę odpowiedzi zależną od płci.
Wnioski
- Protokół umożliwia skuteczną ocenę preferencji zapachowych związanych z fenotypami depresyjnymi.
- Wyniki wspierają analizę zmian behawioralnych powiązanych z depresją oraz potencjalną skutecznością leczenia.
- Podejście to pogłębia zrozumienie mechanizmów leżących u podstaw przetwarzania emocjonalnego w zaburzeniach depresyjnych.
Najczęściej zadawane pytania
Zastosowanie w przemyśle
Ilościowe określanie olfaktorycznych preferencji hedonicznych w mysich modelach depresji umożliwia translacyjną ocenę przetwarzania emocjonalnego, istotną dla odkrywania leków neuropsychiatrycznych. Niniejszy protokół zapewnia zestandaryzowany odczyt behawioralny do oceny fenotypów depresyjnych oraz mechanistycznej minimalizacji ryzyka w odniesieniu do potencjalnych celów terapeutycznych. Integracja takich testów na etapie odkrywania leków zwiększa wiarygodność prognostyczną i wspiera selekcję projektów w portfolio terapeutyków OUN.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania leków i walidacja celu
- Umożliwia badanie przypisywania walencji emocjonalnej jako funkcjonalnego wskaźnika fenotypów depresyjnych.
- Wspiera biologiczną redukcję ryzyka poprzez powiązanie wyników behawioralnych z mechanizmami neuronalnymi w modelach chorobowych.
- Ułatwia uzyskanie pewności predykcyjnej w zakresie angażowania celu i modulacji szlaków w wskazaniach dotyczących OUN.
Przesiewanie i opracowywanie testów
- Zapewnia zwalidowany system behawioralny do ilościowej oceny odpowiedzi hedonicznej w modelach przedklinicznych.
- Standaryzuje warunki testu w celu zapewnienia powtarzalności i porównywalności wyników między badaniami.
- Generuje wskaźniki ilościowe, takie jak Odor Exploration Index, do późniejszej oceny związków.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Ujednolica wyniki behawioralne z przetwarzaniem emocjonalnym istotnym dla danej choroby, wspierając rozwój translacyjnych biomarkerów.
- Zapewnia ciągłość od etapu odkrycia po walidację przedkliniczną poprzez powiązanie odczytów behawioralnych i neuronalnych.
- Wspiera decyzje o dalszym rozwoju projektu z uwzględnieniem analizy ryzyka, w oparciu o integrację danych mechanistycznych i fenotypowych.
Integracja potoku i przepływu pracy
Niniejszy test preferencji węchowych wpisuje się w kontinuum od wczesnej fazy odkrywania do badań przedklinicznych w procesie rozwoju leków neuropsychiatrycznych.
- Biologia odkrywcza: Wspiera testowanie hipotez dotyczących mechanizmów stronniczości emocjonalnej oraz walidację celów w modelach depresji.
- Przesiewanie: Dostarcza powtarzalne, ilościowe wyniki behawioralne do przygotowania testów i przesiewania związków.
- Analityka: Zapewnia mierzalne wskaźniki (np. czas w strefie zapachowej, indeks eksploracji) do porównań statystycznych między grupami.
- Badania translacyjne: Łączy fenotypowanie behawioralne z analizą obwodów neuronalnych w celu dopasowania biomarkerów.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Oferuje modularny protokół, który można dostosować do różnych substancji zapachowych, modeli i warunków eksperymentalnych.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną i zmniejsza niejednoznaczność mechanistyczną w walidacji celów w OUN.
- Wartość operacyjna: Poprawia standaryzację, powtarzalność i skalowalność testów behawioralnych.
- Wartość strategiczna: Dostarcza informacji dla decyzji go/no-go i poprawia efektywność kapitałową poprzez ograniczanie ryzyka w przypadku kandydatów na wczesnym etapie.
- Wpływ na portfolio: Umożliwia priorytetyzację skorygowaną o ryzyko oraz rozwój programów neuropsychiatrycznych.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymaga wiedzy specjalistycznej z zakresu neuronauki behawioralnej oraz doświadczenia w pracy z modelami zwierzęcymi.
- Wymaga aparatury do zautomatyzowanego śledzenia i ilościowej analizy behawioralnej.
- Wymaga standaryzacji przygotowania zapachów i konfiguracji areny pomiędzy zespołami badawczymi.
- Metoda jest możliwa do adaptacji dla różnych szczepów myszy, płci oraz paneli substancji zapachowych w celu szerszego zastosowania.
- Potencjalne ograniczenia obejmują zmienność osobniczą oraz konieczność przeprowadzenia rygorystycznej analizy statystycznej.
