Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Behavior

Novel Object Exploration som en potentiel Assay for højere orden repetitiv adfærd i mus

Published: August 20, 2016 doi: 10.3791/54324

Introduction

Autisme spektrum forstyrrelse (ASF) er en neurologisk lidelse, der består af tre centrale symptomer: social svækkelse, svært ved at kommunikere gennem sproget, og gentagne mønstrede adfærd 1. Siden 2000 er antallet af personer, der har været diagnosticeret med ASF steget fra 1 i 150 til 1 68 i span af ti år 2. Selvom forekomsten af ​​lidelsen fortsætter med at stige, er årsagen til lidelsen endnu ikke kendt. Der har været en stigning i bestræbelserne på at identificere egnede musemodeller til kernen og tilknyttede symptomer på ASD, da disse modeller kunne føre til en øget forståelse af de underliggende symptomer og årsager til ASD. Der er flere indavlede musestammer, der synes at vise adfærd med ansigt gyldighed for de centrale symptomer på ASD, herunder gentagne adfærd 3.

Begrænsede, repetitive adfærd (RRBs) er en kerne symptom på nogle psykiatriske lidelser såsom ASD.RRBs kan øge med sværhedsgraden af lidelsen 4, og kan drastisk forstyrre livsstil hos berørte individer. RRBs er almindeligt placeret i to kategorier, lavere-ordens repetitive adfærd, som hos mennesker består af handlinger som rokkende og hånd-flakke; og højere orden repetitiv adfærd, som består af en streng overholdelse rutine og modstand mod forandring 5-8.

Lavere ordens repetitiv adfærd er nøje undersøgt hos gnavere, hvor de manifesterer som motordrevne stereotypier, som let kan observeres i et laboratorium indstilling 9. Disse adfærdsmønstre synes at have godt ansigt gyldighed for RRBs i mennesker, og potentielt stærk konstruktion gyldighed samt 10. Undersøgelser for tilstedeværelse af lavere orden RRBs kan være afsluttet gennem video overvågning af mus aktivitet for at studere anfald og varigheden af disse motoriske stereotypier 11. Højere ordens repetitiv adfærd udgør en udfordring for grundlæggende biomedicinsk resøge at udnytte gnavere, da disse RRBs ikke er så let identificeres ved simpel observation. På grund af vanskelighederne med at identificere disse adfærdsmønstre, færre etablerede assays til højere ordens gentagne adfærd eksisterer. Traditionelt har højere orden RRBs blevet målt i gnavere ved hjælp af en labyrint paradigme, hvor forsøgsdyret er uddannet til at nå kompetence i at undslippe. Flugten placering stilles derefter, og antallet af forsøg, der kræves til at re-lære flugt placering registreres 12. Disse assays er ikke ideelle, da de kræver en langvarig træningsperiode, ofte fremkalde angst, og kan resultere i stærkt varierende resultater. Hole-board udforskning er også blevet anvendt til at kvantificere højere orden RRBs 13,14. Denne tilgang kræver ikke længere træning, men er afhængig af mad motivation og / eller olfaktoriske diskrimination. Analyser for højere ordens RRBs, der ikke anxiogen eller kræver uddannelse ville være en god supplement til den eksisterende repertoire af hole-board exploratio n og labyrint assays øjeblikket i brug.

Den C58 / J (C58) indavlet musestamme eksemplificerer stærkt høje niveauer af stereotyp adfærd i forbindelse med ASF, nemlig gentagne, formålsløse motoriske stereotypier og forhøjede niveauer af selv-grooming 3,11. Derudover C58 mus viser RRBs gennem høje niveauer af opdræt, tilbage spejlvende og scrabbling 11,14,16. Denne stamme begynder at vise disse adfærdsmønstre tidligt i den neonatale periode og fortsætter med at vise dem gennem hele voksenlivet. Det ville være ideelt at kunne teste for tilstedeværelsen af ​​forhøjede højere orden RRBs at supplere de veldokumenterede lavere orden RRBs stede i denne stamme samt andre musestammer. Romanen objekt udforskning assay beskrevet her giver mulighed for forskere at observere lavere orden og højere orden RRBs samtidigt, da det giver mulighed for at måle mønstrede adfærd samt gentagne motoriske stereotypier.

e_content "> Brug hidtil ukendt objekt udforskning som et assay for højere orden repetitiv adfærd blev udviklet af Pearson et al. 17. Denne nye vurdering er en forlængelse af den veletablerede åben felttest 18-21 med tilføjelse af fire nye genstande til arenaen. mus fik lov til frit at undersøge disse ukendte objekter og antallet og rækkefølgen af ​​objekt undersøgelser blev sporet. undersøgelserne objekt blev derefter analyseret for tilstedeværelse af mønstre, med BTBR mus udviser forhøjede antal mønstrede undersøgelser blandt formålene. Brug af denne assay, kan mus vise højere orden repetitive og mønstrede adfærd og samtidig fjerne behovet for at lære adfærd samt fjerne unødvendige stimuli. Novel objekt udforskning inducerer højere orden RRBs, da det giver mulighed for mus til at skabe mønstre og danne sekvenser gennem deres naturlige udforskning . Ved hjælp af denne analyse giver investigator at kvantificere tilstedeværelsen af ​​disse højere orden RRBs.

Pearson et al. udviklet denne analyse og brugte det til at teste for tilstedeværelsen af potentielle højere ordens repetitiv adfærd i BTBR indavlede mus stammen, med spændende resultater 17. Vi har for nylig udgivet en opfølgende undersøgelse ser på adfærd af den C58, C57BL / 6J (C57) og FVB / NJ (FVB) stammer, samt en mere detaljeret undersøgelse af potentielle forstyrrende variabler til stede i denne analyse, og mulige genereret statistiske metoder til at analysere dataene 22.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Den her beskrevne protokol blev godkendt af Institutional Animal Care og brug Udvalg ved University of Redlands. De C58, C57, og FVB-mus, der anvendes i disse undersøgelser blev avlet på University of Redlands vivarium fra lager oprindeligt opnået fra Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME). Sentinels fra denne vivarium blev screenet hvert halve år, og fundet at være patogen fri.

1. Udstyr og Room Set Up

Bemærk: Vi brugte to forskellige arenaer for nye objekt test: en klar plast firkantet bur (45 cm x 24 cm x 20 cm) eller en uigennemsigtig cirkulær bur med en base diameter på 41 cm; dog kan enhver bur anvendes. Pearson et al. Anvendt et mindre rektangulært bur (20 cm x 30 cm x 20 cm) i deres assay. Detaljer fra denne specifikke eksperimentelle design er medtaget nedenfor, men i betragtning af nyhed af denne analyse, er der ingen accepterede standarder inden for området adfærdsmæssige fænotypebestemmelse for nogen af ​​de variabler, der er beskrevet.

  1. Vælg fire forskellige hidtil ukendte objekter. Vælge fire objekter, der er omtrent den samme størrelse, konstrueret af høj densitet plast for at lette rengøringen og modstå tygning og forskellige fra hinanden i form og farve. Vigtigere er det, at sikre, at test mus ikke udsættes for disse objekter, indtil at blive kørt i analysen.
    Bemærk: For eksempel blev en lyserød legetøj mursten, en rød abe, en hvid flise med blå skrift og en standard hvid matrice bruges her.
  2. I det rektangulære arena, placere disse objekter ca. 3 cm fra hjørnerne. I den runde arena, placere objekterne, således at de er i samme afstand fra hinanden og ca. 10 cm fra siderne. Optag placeringen af hvert objekt som et andet antal, 1-4 (figur 1). Sørg for, at objekter er placeret i en tilfældig eller opvejes orden i hele test.
  3. Placere et kamera direkte over testarena til at optage hele arena under akklimatisering og test.
    Bemærk: Under efterforskere i samme rum med mus kan potentielt påvirke aktivitetsniveauet og udforskning under testen.

2. Novel Object Exploration Test

  1. Test ved begyndelsen af ​​lyset cyklus i et rum oplyst med lysstofrør ved omtrent 100 lux. Sørg for, at belysningen er ensartet på tværs af test arena at standardisere udseende mens videooptagelse.
  2. Placer en notecard af kendte dimensioner i bunden af ​​test arena og begynde videooptagelse.
  3. Overfør testen musen i en tom test arena i 10 min for at tjene som en akklimatiseringsperiode. Video rekord akklimatisering periode.
  4. Efter akklimatisering periode, lade musen i arenaen, hurtigt at tilføje de fire nye genstande på prøve arena og registrere musen adfærd i yderligere 10 min.
  5. Når den fulde 20 min akklimatisering / afprøvning periode er udløbet, returnere testen musen til sit hjem bur og grundigt rene og tørre de nye objekter og test arena med uparfumeret opvaskemiddel og vand.

3. Video Scoring

  1. Gennemfør al adfærd scoring ved hjælp af video for at lette pålidelighed.
    Bemærk: Den adfærdsmæssige logging software Noldus The Observer blev brugt til at udføre trinene 22 som beskrevet her, men et specialiseret program er ikke nødvendigt:
    1. Før scorer det første video, oprette projektet kodning ordning i adfærdsmæssige logging software ved at oprette et nyt projekt eller ved at redigere en eksisterende, lignende projekt.
      1. Inden projektet Setup boksen, sæt dataindsamling til 'Offline Observation. « Inden for Behavior Coding boksen program "Scrabble", "Digging", "Opdræt", "Grooming" og "Sniff Object 1, 2, 3 og 4" som "State Events". Program "Jumping" som en "punkt begivenhed«. Bemærk: Definitions for disse adfærdsmønstre er beskrevet i detaljer andetsteds 11.
        Bemærk: Statslige Events har en start og stop tid, mens Point Events simpelthen indsamler tæller data. De tastetryk for hvert diskret adfærd genereres af softwaren, og disse tilsvarende tastetryk er programmeret i en sekundær tastatur (trin 3.1.2).
      2. For at programmere den sekundære tastatur, åbne tastaturet software, klikke på det relevante sekundære tastatur knap på skærmen, indtast det relevante tastetryk kombination, og klik på OK. Når den sekundære tastatur er blevet programmeret, lukke softwaren som programmet vil køre i baggrunden på computeren.
    2. Når projektet og er blevet sat op, bruge adfærdsmæssige logging software til at score antallet og varigheden af ​​stejler (defineret som både forpoter blive placeret på en væg af arenaen), graver (defineret som to forpoter med musen gravende ind strøelse af arenaen), self-grooms (defineret som mOuse slikke enhver region i deres egen krop og / eller musen rører nogen del af ansigtet med deres forpoter), og springer (defineret som en mus opdræt og derefter hoppe så alle fire fødder er fra jorden samtidigt).
      1. For at score en video, gå til File> Åbn projekt, og derefter Overhold> Observation> Ny. Programmet beder om et filnavn. Når navngivet, vælge den relevante video mediefil.
      2. Begynd scoring ved at klikke på Start Observation knappen.
        Bemærk: Når scorer mus gentagne adfærd, alle statslige Events kræve to tastetryk, det første svarer til indledningen af ​​adfærd og den anden svarer til slutningen af ​​adfærd. Point Events kræver kun ét tastetryk.
    3. Score det antal gange musen indsnuses hvert objekt. Snuser defineres som helst en mus bevæger sin næse indenfor 0,5 cm af et objekt. Mål sniffe varighed hjælp adfærdsmæssige logging software på samme måde, som repetitive adfærd varigheder blev målt (trin 3.1.2).
      1. Hver gang en mus sniffs et objekt, noteres den tilsvarende position nummer, som vil føre til en række tal ved udgangen af 10 min testperiode (f.eks 1.243.421 ...). Manuelt registrere disse data.
        Bemærk: For at lette effektivitet og ensartethed, mens scoring videoer, tallene altid svarer til en given stilling, ikke indsigelse.
      2. Hvis en mus snuser et objekt, kigger væk, så snuser objektet igen, tælle dette nummer to gange.
      3. Når den fulde 10 min video er blevet scoret, visualisere data ved at klikke på Analyze> Behavior Analysis> Ny. Når dataene vises på skærmen, eksport eller kopiere og indsætte i et separat regneark.
    4. Registrere den samlede afstand musen rejste inden arenaen under testen.
      Bemærk: Videoen tracking software, kalibreret til at spore test musen og registrere den samlede distance flyttet i centimeter, blev anvendtat udføre dette trin. Alle videoer scoret af video tracking software havde en notecard af kendte dimensioner placeret i arenaen i starten af ​​videoen.
      1. Brug notecard at kalibrere hver video i softwaren ved at indstille en kalibrering linje langs hver ende af notecard og indtaste en passende længde inden softwarens kalibrering skærm. Når linjerne tegnes, input kendt længde og bredde af notecard der svarer til hver linje.
      2. Inden Arena Indstillinger, vælge hele arena.
        Bemærk: Separate områder af arenaen kan differentieres i softwaren, hvis for eksempel, mus bevægelse langs væggene vs. gennem centrum var af interesse.
      3. Inden Trial Kontrolindstillinger Vælg en ti-minutters varighed. I Detection Indstillinger skal du vælge en mørk objekt på en lys baggrund.
        Bemærk: Dette vil skulle ændres, hvis albinomus blev brugt, eller hvis baggrunden var en mørkere nuance.
      4. Når indstillingerneer blevet programmeret, score videoerne. Klik Erhvervelse> Åbn Acquisition. I Acquisition Styreboks Klik på Ny Trial og derefter Start Trial. Efter ti minutter er gået, stopper programmet og data kan visualiseres.
      5. Klik Analyser> Beregn Statistik. Når dataene vises på skærmen, eksport eller kopiere og indsætte i et separat regneark.

4. Statistiske analyser, sekventering

  1. Inden strengen af numre, der svarer til objekt undersøgelser genereres af hver mus, identificere det samlede antal af alle mulige 3 talkombinationer uden gentagne tal (f.eks 121, 123, 124, men ikke 112 eller 122).
    Bemærk: Et program skrevet i Python programmeringssprog blev anvendt til at fastlægge antallet af gange hver mulig sekvens vises i række numre. Det er ikke nødvendigt at anvende en ekstern program, og dette trin kunne fuldføres mange forskellige måder (fx anvendelseen Find funktion i Microsoft Word eller Excel).
  2. Registrere antallet af gange hver sekvens forekommer og identificere de tre mest ofte gentagne sekvenser for hver mus.
    Bemærk: Individuelle sekvenser vil variere med musen og den faktiske sekvens er af mindre interesse end det antal gange en sekvens blev gentaget (dvs. tilslutning til et mønster er vigtigere end mønsteret selv).
  3. Fordi det samlede antal af sekvenser en mus gentagelser vil korrelere positivt til aktivitetsniveau, korrigere disse værdier ved at dividere mængden af ​​de hyppigste mønstre med det samlede antal mønstre for hver individuel mus. Dette vil give en sekvens repeat indeks, der er uafhængig af den samlede aktivitet.
  4. Sammenligne antallet af gange hver mus gentager sine mest almindelige sekvenser (korrigeret for aktivitetsniveauet) mellem grupper under anvendelse af en passende ANOVA, procedure multipel sammenligning (Dunnetts test, til f.eks) og post-hoc test.

  1. Under anvendelse af samme streng af tal genereres ovenfor (trin 3.1.3.1), identificere hidtil ukendte objekt præference for hver mus ved at tælle det samlede antal gange hvert objekt blev undersøgt, eller med andre ord, at tælle det samlede antal 1 sek, 2 sek , 3 sek, og 4 sek i strengen af ​​data. Korrekt for aktivitetsniveauet og sammenlign via ANOVA som beskrevet ovenfor (trin 4,3-4,4).
    Bemærk: Disse metoder er offentliggjort af vores laboratorium 22 og beskrevet her, er baseret tungt på Pearson et al 17.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Den repræsentative data 22 viser, at kvindelige C58 / J-mus viste et større antal sekventerede mønstre end de andre stammer i runde arena (Figur 2, panel A), men ikke i den rektangulære arena (Figur 2, panel C). Ingen af de tre mandlige stammer var forskellige fra hinanden (figur 2, panel B og D). De repræsentative data viser, at både mandlige og kvindelige C58 / J-mus viser en stærkere præference for deres mest besøgte objekt (og efterfølgende en lavere præference for deres mindst besøgte objekt) i den runde arena (Figur 3, panel A og C), men ikke i den rektangulære arena (Figur 3, panel B og D).

figur 1
Figur 1:. Rektangulær og cirkulære Arena Set-up for Novel Object Test Than tal repræsenterer positionen af ​​hvert objekt, som var tilfældigt tildelt til hver mus. Dette tal har været ændret siden henvisning 22. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 2
Figur 2:. Repræsentant data Illustrerer det antal gange de tre mest almindelige 3-mønster Sekvenser blev Gentagen, Taget som procent af det samlede antal Opskrifter i tre indavlede musestammer C58 hunner viste en stærk tilslutning til deres foretrukne undersøgelsesbeføjelser mønstre i det runde arena (A), men ikke det rektangulære arena (C). De tre stammer af hanmus adskilte sig ikke fra hinanden i enten runde (B) eller rektangulært (D) ernas. Dataene er udtrykt som gennemsnit + standardfejl på middelværdi * p <0,05 over for C57 og FVB ** p <0,01 vs. C57 og FVB. Dette tal har været ændret siden henvisning 22. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 3
Figur 3:. Repræsentant data Illustrerer den Præference for Individual Nye objekter i tre indavlede musestammer Dataene vises som en procentdel af de samlede objekt undersøgelser, med valg 1 repræsenterer den mest foretrukne objekt for hver enkelt mus og valg 4 den mindst foretrukne objekt. Mand (A) og kvindelige (B) C58 mus i runde arena viste en stærkere præference for deres mest foretrukne objekt end gjorde de to andre stammer. Han(C) og kvindelige (D) mus viste ingen stamme forskelle for præference objekt i den rektangulære arena. Dataene er udtrykt som gennemsnit + standardfejl på middelværdi * p <0,05 over for C57 og FVB # p <0,05 over for FVB. Dette tal har været ændret siden henvisning 22. Klik her for at se en større version af dette tal.

Supplerende Kode Fil:. Python Equivalent Code Klik her for at køre programmet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Her præsenteres en nyligt udviklet assay, der kan være nyttige til at kvantificere mus adfærd med ansigt gyldighed for højere ordens repetitiv adfærd hos mennesker. I modsætning til mere etablerede analyser ligesom Barnes eller T-labyrint, er denne roman objekt udforskning assay ikke kræver nogen mus træning er heller ikke særligt angstprovokerende. Derudover betyder roman objekt udforskning ikke kræver nogen mad eller sociale stimuli, der giver mulighed for mere fokus på den adfærd af interesse, RRBs, og mindske sandsynligheden for forstyrrende variabler skævvridning af resultaterne. Desuden forskellige musestammer gøre påvise differentiel adfærd i dette assay, med stammer demonstrerer forhøjede lavere orden RRBs også viser forhøjede mønstrede efterforskning og objekt præference i den hidtil ukendte objekt udforskning assay 17,22. Som sådan forekommer dette assay til at besidde god overfladevaliditet til RRBs hos mennesker. Hvis analysen er modificeret ved kommende forskere, ville det være gavnligt at forbliveopmærksomme på de fordele, der er anført ovenfor, nemlig manglen på uddannelse og minimering af angst-fremkaldende stimuli. Udvælgelse af de hidtil ukendte objekter (afsnit 1.2) anvendes i assayet, er afgørende. Objekterne skal være lette at rengøre, men være adskilt i udseende og ens i størrelse. Ved hjælp af et kamera til at optage analysen (afsnit 1.4) og lade musene at akklimatisere til test arena (afsnit 2.3) er også afgørende, som det nye ved arenaen eller tilstedeværelsen af ​​en eksperimentator i rummet kan påvirke adfærd mus. Disse er kritiske aspekter af protokollen beskrevet her.

På trods af disse fordele, er der andre faktorer, der bør overvejes, når der træffes beslutning om en passende assay for højere orden RRBs. Den primære udfordring i at analysere de data, der genereres af denne analyse er korrelationen til aktivitetsniveau, som kan variere voldsomt mellem forskellige musestammer 23,24. En mulig måde at kontrollere for forskellige aktivitet levels blandt sammenligningsgrupper blev drøftet; der kan være andre mere hensigtsmæssige eller elegante løsninger til at overveje enten med eksperimentelle design eller statistisk analyse. Omhyggeligt vælge kontrolstammer med lignende aktivitetsniveau som stamme af interesse er en mulighed. Alternativt, statistisk analyse på kun en delmængde af de data (de første 50 hidtil ukendte objekt undersøgelser, for eksempel) er en anden mulighed.

Selvom dette assay er ikke i sig selv angst inducerende, kan de naturlige angst niveauer af hver anden stamme føre til forskelle i indsamlede resultater. Meget bekymrede mus foretrækker typisk at bevæge sig langs væggene og hjørnerne af en åben mark arena 23,25 og hvis de nye objekter i denne analyse er placeret for tæt på kanterne eller hjørner, kunstigt høje nye objekt undersøgelser kan registreres i ængstelige stammer. Vi forsøgte at korrigere for denne confounding variabel ved hjælp af en rund test arena og flytte genstande væk fra than vægge, ud over at bruge en 10 min akklimatiseringsperiode før testning. Andre potentielle korrektioner kunne være at teste under mørklagte betingelser, i musens hjem bur eller ved at variere akklimatisering tid. Angst kunne kvantificeres inden den hidtil ukendte objekt udforskning data selv ved at måle latensen til den første undersøgelse samt ved at måle antallet af gentagne undersøgelse af det samme objekt uden afbrydelse.

Vision og olfaktoriske underskud kan kompromittere præstation i denne analyse også. Manglende evne til at lugte eller se de nye genstande kan forårsage manglende interesse eller manglende evne til at etablere et bestemt mønster, der fører til data tyder på, at en mus ikke viser højere orden repetitive adfærd. Nogle indavlede stammer (albino stammer i særdeleshed) har klart kompromitteret synsstyrke, især ved avancerede aldre. Dette syntes ikke at påvirke adfærden i denne test, som voksen FVB og C57-mus (en albino og pigmenteret belastning, hhvectively) viste ingen konsistente forskelle i adfærd (figur 2 og 3). Men eventuelle nedskrivninger eller abnormiteter i enten syn eller lugtesansen med rimelighed kan forventes, at påvirke udførelsen af ​​musen stammen i denne analyse og screening for grundlæggende sensoriske evne ville blive anbefalet for enhver ny stamme udnyttet i romanen objekt udforskning assay.

RRBs ofte opstår tidligt i barndommen af ​​berørte individer, og som sådan, ville en analyse, der kunne måle tilstedeværelsen af ​​højere orden RRBs hos unge mus være til gavn for oprettelse ansigt og konstruere gyldigheden af ​​potentielle musemodeller. Til dato har dette assay kun været anvendt på voksne mus. Novel objekt udforskning kan være svært for yngre mus som de har svært ved at bevæge sig uafhængigt før ca. postnatal dag 10. Derudover kan mus yngre end postnatal dag 14-16 være tilbageholdende med at bevæge sig i nye arenaer. Nedskalering størrelsen af ​​testningen erna bruges her og gøre arenaen mere velkendte (ved hjælp af et hjem bur, for eksempel) kan mildne nogle af disse problemer, men det er uklart, om denne nye objekt udforskning assay er egnet til afprøvning yngre mus.

Et potentielt sæt af statistiske analyser blev diskuteret her. I betragtning af den unikke natur af sekventering data denne assay genererer, er det fuldt ud muligt, at alternative analytiske strategier kan afsløre yderligere oplysninger, som denne relativt simple fremgangsmåde ikke afsløre. Det repræsentative data, der blev analyseret og medtaget her viste beskedne tegn på mønstrede sonderende adfærd som kvindelige C58 mus viste større gentagelse i cirkulæret test arena (figur 2A). Der var intet, der tyder enhver stigning i gentagelse niveauer af C58 i den rektangulære arena (Figur 2C), samt ingen beviser for, at mænd demonstrerede noget mønster i enten arena (figur 2B, 2D). there er i øjeblikket ingen forklaring på forskellen i adfærd mellem de mandlige og kvindelige forsøgspersoner. En mulig forklaring kunne være de iboende adfærd af denne musestamme. Det har vist sig, at mandlige C58 tendens til at vise mere repetitive og nervøse adfærd end deres kvindelige modstykker 11. Denne forskel i ængstelige adfærd kan føre til mindre interesse i at danne en præference for et bestemt objekt og mere af en interesse i blot udforske disse potentielt angst overtalelse nye objekter. Det er fuldt ud muligt, at andre musestammer også kan udvise kønsforskelle i dette assay.

Både mandlige og kvindelige C58 mus viste specifikke objekt præference inden den cirkulære test arena, da de revisited deres foretrukne roman objekt oftere samt besøgt deres mindst foretrukne objekt betydeligt sjældnere end de andre stammer (figur 3A, 3B). Den C58-stammen viste også præference for et objekt over den anden in den cirkulære arena, men ikke i den rektangulære arena (figur 3C, 3D). Dette skyldes sandsynligvis nogle iøjnefaldende træk ved den runde test arena, såsom manglende hjørner, det større overfladeareal til rådighed for udforskning eller den forøgede afstand af objekterne fra væggene. Det fremtidige arbejde på denne analyse bør undersøge virkningerne af disse variabler på mus udforskning.

Det primære fokus her har været på højere orden repetitiv adfærd, men eftersom alle adfærd i romanen objekt analysen er video optaget, er det også muligt at måle andre adfærd. Lavere ordens repetitiv adfærd såsom opdræt, spring, grooming og grave er almindeligt set i åbne felt analyser som denne. Med nogle mus, kan disse adfærdsmønstre konkurrere med tilstedeværelsen af ​​højere orden repetitiv adfærd og ville være vigtigt at måle og kvantificere både under akklimatisering og test periode.

Trods det faktum, at kunto undersøgelser under anvendelse af hidtil ukendte objekt udforskning i mus er blevet offentliggjort til dato 17,22, dette assay har potentiale til at fylde et eksisterende behov for et assay, der måler højere ordens repetitive adfærd hurtigt og med minimale forstyrrende variable. En sådan analyse ville pænt supplere eksisterende test af højere ordens RRBs såsom hole-board udforskning og tilbageførsel læring. RRBs er kernen i ASD og potentielt invaliderende for livet for de ramte personer. Validerede musemodeller for små- og højere orden RRBs ville være yderst værdifuldt for afprøvning af potentielle farmakologiske og adfærdsmæssige interventioner. Romanen objekt udforskning assay beskrevet her har potentiale til servering en meget vigtig behov i grundlæggende biomedicinsk forskning.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

Forfatterne vil gerne anerkende Summer Undergraduate Research Program, User Group Academic Technology, Center for Digital Læring og Science Center ved University of Redlands.

Forfatterne vil gerne dedikere dette papir til mindet om Lou Yango.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Standard Polycarbonate Rodent Cage (45 cm x 24 cm x 20 cm) Multiple cages are desirable to facilitate testing of multiple mice 
Plastic Opaque Circular Testing Arena (41 cm base diameter) United States Plastic Corp. 13931 Multiple arenas are desirable to facilitate testing of multiple mice 
Standard Corn-Cob Rodent Bedding
Novel Object - red monkey Hasbro, Pawtucket RI from Barrel of Monkeys
Novel Object - rectangular 2 x 4 LEGO
Novel Object - tile Thinkfun Inc., Alexandria VA from Toot and Otto
Novel Object - standard white die
Video Camera
Behavioral Logging Software - The Observer Noldus, Wageningen, The Netherlands other programs may be used
Video Tracking Software - EthoVision Noldus, Wageningen, The Netherlands other programs may be used
X-Keys input keyboard P.I. Engineering, Williamstown MI 829484
MacroWorks II P.I. Engineering, Williamstown MI

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. American Psychological Association. Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders. , 5th edn, American Psychological Association. Washington, D.C. (2013).
  2. Baio, J. Prevalence of Autism Spectrum Disorder Among Children Aged 8 Years - Autism and Developmental Disabilities Monitoring Network, 11 Sites, United States. Morb. Mortal. Wkly. Rep. 63 (SS02), 1-21 (2010).
  3. Moy, S. S., et al. Social approach and repetitive behavior in eleven inbred mouse strains. Behav. Brain Res. 191 (1), 118-129 (2008).
  4. Bodfish, J. W., Symons, F. J., Parker, D. E., Lewis, M. H. Varieties of repetitive behavior in autism: comparisons to mental retardation. J. Autism Dev. Disord. 30 (3), 237-243 (2000).
  5. Lewis, M. H., Kim, S. The pathophysiology of restricted repetitive behavior. J. Neurodev. Disord. 1 (2), 114-132 (2009).
  6. Lewis, M. H., Bodfish, J. W. Repetitive behavior disorders in autism. Ment. Retard. Dev. Disabil. Res. Rev. 4, 80-89 (1998).
  7. Lam, K. S. L., Bodfish, J. W., Piven, J. Evidence for three subtypes of repetitive behavior in autism that differ in familiarity and association with other symptoms. J. Child Psychol. Psychiatry. 49 (11), 1193-1200 (2008).
  8. Bishop, S. L., et al. Subcategories of Restricted and Repetitive Behaviors in Children with Autism Spectrum Disorders. J. Autism Dev. Disord. 43 (6), 1287-1297 (2013).
  9. Lewis, M. H., Tanimura, Y., Lee, L. W., Bodfish, J. W. Animal models of restricted repetitive behavior in autism. Behav. Brain Res. 176 (1), 66-74 (2007).
  10. Korff, S., Stein, D. J., Harvey, B. H. Stereotypic behaviour in the deer mouse: Pharmacological validation and relevance for obsessive compulsive disorder. Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry. 32 (2), 348-355 (2008).
  11. Ryan, B. C., Young, N. B., Crawley, J. N., Bodfish, J. W., Moy, S. S. Social deficits, stereotypy and early emergence of repetitive behavior in the C58/J inbred mouse strain. Behav. Brain Res. 206 (1), 178-188 (2010).
  12. Moy, S. S., et al. Mouse behavioral tasks relevant to autism: phenotypes of 10 inbred strains. Behav. Brain Res. 176, 4-20 (2007).
  13. Moy, S. S., Nadler, J. J., Poe, M. D., Nonneman, R. J., Young, N. B., Koller, B. H., et al. Development of a mouse test for repetitive, restricted behaviors: relevance to autism. Behav. Brain Res. 188 (1), 178-194 (2008).
  14. Moy, S. S., et al. Repetitive behavior profile and supersensitivity to amphetamine in the C58/J mouse model of autism. Behav. Brain Res. 259, 200-214 (2014).
  15. Scattoni, M. L., Gandhy, S. U., Ricceri, L., Crawley, J. N. Unusual repertoire of vocalizations in the BTBR T+tf/J mouse model of autism. PLoS ONE. 3 (8), e3067 (2008).
  16. Muehlmann, A. M., et al. Further characterization of repetitive behavior in C58 mice: developmental trajectory and effects of environmental enrichment. Behav. Brain Res. 235, 143-149 (2012).
  17. Pearson, B. L., et al. Motor and cognitive stereotypies in the BTBR T+tf/J mouse model of autism. Genes Brain Behav. 10 (2), 228-235 (2011).
  18. Belzung, C. Measuring exploratory behavior. Handbook of molecular genetic techniques for brain and behavior research (techniques in the behavioral and neural sciences). Crusio, W. E., Gerlai, R. T. , Elsevier. Amsterdam. 739-749 (1999).
  19. Kalueff, A. V., Keisala, T., Minasyan, A., Kuuslahti, M., Tuohimaa, P. Temporal stability of novelty exploration in mice exposed to different open field tests. Behav. Process. 72, 104-112 (2006).
  20. Prut, L., Belzung, C. The open field as a paradigm to measure the effects of drugs on anxiety-like behaviors: a review. Eur. J. Pharmacol. 46, 3-33 (2003).
  21. Walsh, R. N., Cumins, R. A. The open-field test: a critical review. Psychol. Bull. 83 (3), 482-504 (1976).
  22. Blick, M. G., Puchalski, B. H., Bolanos, V. J., Wolfe, K. M., Green, M. C., Ryan, B. C. Novel object exploration in the C58/J mouse model of autistic-like behavior. Behav. Brain Res. 282, 54-60 (2015).
  23. Crawley, J. N., et al. Behavioral phenotypes of inbred mouse strains: implications and recommendations for molecular studies. Psychopharmacol. 132, 107-124 (1997).
  24. Logue, S. F., Owen, E. H., Rasmussen, D. L., Wehner, J. M. Assessment of locomotor activity, acoustic and tactile startle and prepulse inhibition of startle in inbred mouse strains and F1 hybrids: implications of genetic background for single gene and quantitative trait loci analyses. Neurosci. 80 (4), 1075-1086 (1997).
  25. Lamprea, M. R., Cardenas, F. P., Setem, J., Morato, S. Thigmotactic responses in an open-field. Braz. J. Med. Biol. Res. 41, 135-140 (2008).

Tags

Adfærd roman objekt udforskning begrænset gentagne adfærd åben mark motorisk aktivitet adfærdsmæssige neurovidenskab autisme spektrum forstyrrelse mus
Novel Object Exploration som en potentiel Assay for højere orden repetitiv adfærd i mus
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Steinbach, J. M., Garza, E. T.,More

Steinbach, J. M., Garza, E. T., Ryan, B. C. Novel Object Exploration as a Potential Assay for Higher Order Repetitive Behaviors in Mice. J. Vis. Exp. (114), e54324, doi:10.3791/54324 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter