Summary
Cet article présente un protocole pour l’étude de la transmission sociale de préférence alimentaire chez les souris. Les avantages et les applications possibles pour cette procédure, par exemple, dans la détection des changements précoces dans des modèles murins AD, sont mises en évidence. Pour conclure, l’interprétation des résultats à la lumière des détails essentiels sont discutés.
Abstract
Des déficits de reconnaissance olfactive sont suggérées pour pouvoir servir de marqueur clinique de différencier la maladie d’Alzheimer (ma) sujets de groupes de vieillir en santé. Par exemple, la dysfonction olfactive chez AD peut présenter comme déficience en reconnaissance olfactive, émergeant au cours des premiers stades de la maladie et l’aggravation tandis que la maladie progresse. La transmission sociale de tâche de préférences (STFP) aliments repose sur une forme rudimentaire de communication entre rongeurs relatif aux aliments lointains dépendent de la transmission des signaux olfactifs. Chez la souris sauvage préfère manger un roman, aromatisé de nourriture qui a été précédemment repérée par un congénère, et cette préférence alimentaire serait entravée dans les souris transgéniques de l’AD, tel que le modèle APP/PS1. En effet, une forte préférence pour les aliments indicé en souris C57Bl6/J de l’âge de 3 mois a été trouvée, et ceci a été réduit chez des souris transgéniques APP/PS1 âgé de 3 mois. En résumé, tâche STFP pourrait être une mesure puissante pour être intégré dans des essais de détection subclinique présente des AD.
Introduction
Des déficits de reconnaissance olfactive sont suggérés pour servir de marqueur clinique de différencier la maladie d’Alzheimer (ma) sujets de vieillissement normal groupes1,2,3,4. Une gamme de troubles neuropsychiatriques sont caractérisés par des perturbations dans la reconnaissance olfactive et mémoire, y compris AD et Parkinson5,6. Plusieurs tests comportementaux et protocoles ont été établis pour évaluer la reconnaissance olfactive et discrimination des animaux modèles7. Ainsi, la recherche translationnelle utilisant des modèles animaux appropriées et validées et des tests pour la mémoire olfactive peut-être avancer meilleur diagnostic et le traitement des maladies neurodégénératives. Par conséquent, la transmission sociale de test de préférence (STFP) de nourriture qui a été inventé à l’origine dans le début des années 808 a été adaptée. Dans cette tâche, les animaux est évalués sur leur capacité innée à en savoir plus sur la sécurité alimentaire de leurs congénères. Qui sous-tendent la décision select-reject, processus impliquent l’évaluation des caractéristiques sensorielles des aliments et un animal doit être capable de l’examen et ingrat des caractéristiques différentes (i.e., goût et odeur).
Le test STFP se compose d’un phénomène assez simple : après l’interaction du rongeur naïf « observateur » avec un « démonstrateur » qui déjà consommé un aliment, l’observateur normalement montre une préférence plus grande pour cette nourriture8,9 , 10. analyser les conditions nécessaires résultant de cette préférence, a montré ce sujet direct – exposition démonstrateur (mangé ou saupoudré d’un aliment) est suffisant pour stimuler la préférence de l’observateur. Cependant, purement odeur ni manger un aliment ne sont pas suffisantes pour induire ce type de préférence11,12.
Le protocole STFP se compose de quatre étapes sur une période de cinq jours. La première étape consiste à augmenter la motivation des animaux pour les faire manger un aliment nouveau. Pour ce faire, tous les rongeurs sont placés sur la liste des 23 h, la privation de nourriture réception régulière chow pour 1 h/jour pendant deux jours consécutifs. Dans la deuxième étape, la phase d’amorçage, chaque manifestant est fourni pendant 1 h avec de la nourriture contenant une nouvelle saveur (chow mélangé de cacao ou de cannelle dans les expériences initiales). Dans la troisième étape, la phase d’interaction sociale, chaque manifestant est placé dans la cage d’un rongeur d’observateur sujet pendant 30 min. Dans la quatrième étape, 24h après l’interaction sociale, chaque sujet est offert le choix de ces deux régimes aromatisés. L’apport des aliments aussi bien de l’observateur et les pourcentages de préférence de deux régimes alimentaires consommés par le sujet sont évalués.
Sélectives neurotoxiques lésions de l’hippocampe-subiculum sont illustrées afin de nuire aux performances sur cette tâche13. Aussi, les mutations affectant la fonction hippocampe chez les souris ont été signalées afin d’éviter les aliments préférences14,15,16,17. Ce qui est important, performance STFP ne repose pas exclusivement sur le fonctionnement de l’hippocampe. Il a été signalé dans plusieurs manipulations pharmacologiques, génétiques et des études de lésions que les autres structures cérébrales à côté de l’hippocampe pourraient jouer un rôle dans la médiation des différents aspects du régime socialement induite par choix d’apprentissage et de mémoire. Par exemple, des neurones cholinergiques de la branche de septum médial/vertical de la diagonale bande ou nucleus basalis magnocellularis/substantia innominata sont suggérés pour posséder des rôles différents dans l’acquisition et la récupération de la mémoire sociale non spatiales d’olfactif cues18. En outre, le cortex orbitofrontal a été impliquée dans l’apprentissage guidé à l’odeur, et déplétion cholinergique du néocortex ensemble a donné lieu à des déficits STFP, indiquant que ces régions du cerveau sont essentielles pour ce type d’apprentissage associatif19.
Les facteurs de confusion possibles ont été évitées autant que possible, telles que la propagation des odeurs ou le glissement de la nourriture à l’extérieur de la tasse. Une étape supplémentaire de l’accoutumance à l’appareil et un essai supplémentaire avant que la tâche STFP réelle ont été ajoutés, pour évaluer si les rongeurs peuvent se sentent réellement et sont prêts à manger des aliments nouveaux, le cookie enfoui tester20. Aussi, en incluant le suivi vidéo automatisé, le temps passé à explorer les deux le démonstrateur au cours de l’interaction sociale ainsi que la nourriture pendant la phase de test pourraient eux aussi être mesuré. L’exploration du chemin pour chacun des sujets est enregistrée à l’aide d’une caméra connectée à un ordinateur équipé de vidéo-logiciel de suivi. À ce titre, les différents aspects de la performance de l’exploration, comme temps dans chaque zone et le nombre de visites de zone peuvent être calculées. Cela donne des informations plus détaillées sur l’activité de l’animal pendant la phase de test, en plus de la quantité d’aliments consommés comme dans le protocole original de STFP.
Dans des expériences antérieures avec un modèle de souris AD, le modèle de THY-Tau22, on a trouvé que déficience dans ce mémoire STFP dès l’âge de 9-10 mois ne pouvait être capté, et elles cohabitent avec des déficits dans l’hippocampe pathologie synaptique de plasticité et tau dans le hippocampe16. Étant donné que la pathologie tau survient tardivement dans la progression de la maladie, selon l’hypothèse de la cascade amyloïde après la disposition des plaques amyloidal21, il a émis l’hypothèse que les déficits STFP peuvent détecter à un âge plus précoce chez les souris transgéniques amyloïdes. Par conséquent, le test STFP a été appliqué dans 3 mois APP/PS1 souris22, le modèle utilisé couramment des AD. Ce type de choix alimentaires socialement induite s’est avéré en effet être altérée chez les souris APP/PS1. Il est important que ces souris, au moins à cet âge, étaient dépourvues de déficiences générales exploration olfactive, locomotrice ou sociale. Pour conclure, la dysfonction de reconnaissance olfactive pourrait être une importante méthode de dépistage précoce pour AD chez l’homme et la souris aussi bien. Ce dépistage fiable, bon marché et facile d’Alzheimer précoce pourrait être utile pour la recherche thérapeutique. Si nous pouvions l’écran d’Alzheimer précoce plus efficacement, nous pourrions intervenir tout à l’heure dans le processus de la maladie.
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Protocol
Tous les protocoles ont été examinés et approuvés par le Comité de l’expérimentation animale de l’Université de Louvain, Belgique et ont été effectuées conformément à la Directive européenne du Conseil communautaire (86/609/CEE).
1. matériel, appareil et chambre mis en place :
- Préparer un Crawley boîte de trois-chambre23 , qui est composé de trois chambres (19 x 45 cm, hauteur 30 cm) avec transparent dans les cloisons, permettant le libre accès à chaque chambre.
- Utiliser deux tasses de nourriture en plastique transparent (de 3,8 cm de diamètre, hauteur de 3,2 cm) et les placer à l’intérieur de fixation porte-gobelet de nourriture consistant en une rampe métallique (10 x 10 cm, hauteur 7 cm), avec un trou central Montage les tasses de nourriture.
- Utiliser un récipient métallique de tasse assez grand pour contenir une souris (diamètre de 12 cm, hauteur 10 cm). Placez-le dans la chambre de milieu pour le démonstrateur en phase 6.
- Nettoyer l’appareil après chaque essai avec de l’éthanol 70 % pour prévenir des traces olfactives entre souris et laissez-le sécher.
NOTE : Des tests comportementaux se fait de préférence entre 09:00 et 18:00 éclairage général dans l’appareil et la salle d’expérience est 650 lux. Utiliser un logiciel de vidéo-suivi d’activité record de souris.
2. la préparation des aliments aromatisé :
- Prendre chow régulière d’aliments granulés et ajouter 2 % de céleri ou de paprika. Bien mélanger la nourriture et le mettre dans des récipients de nourriture pour une utilisation ultérieure.
3. motivation Phase (jour 1 - 2) :
- Mettre tous les rongeurs sur un horaire de 23 h,-la privation de nourriture, recevant leur chow régulière pour 1 h/jour pendant deux jours consécutifs dans une pièce avec un cycle de lumière/obscurité de 12 h avec ad libitum accès à l’eau. Allumer l’éclairage de 08:00.
Remarque : Dans le protocole initial, durant la phase d’amorçage, chaque manifestant a reçu, pendant 1 h, aliments contenant une nouvelle saveur. Nous avons donné les manifestants le parfumé alimentaires déjà au cours de leur h 1 moment, donc au total 2 h au lieu de l’original 1 h sert des repas. - Pour la souris de démonstrateur, utiliser une souris du même arrière-plan, âge, sexe et poids, sans aucun contact préalable (pas la même portée) avec le sujet / souris de l’observateur.
Remarque : Les souris de démonstrateur même puisse être utilisée entre les essais de transmission sociale.
4. enterré Cookie Test (jour 3) :
- Avant de commencer la procédure STFP, évaluer la fonction olfactive des sujets utilisant le cookie enfouis test20. Enterrer un morceau de chocolat cookie environ 1 cm sous la surface dans un coin au hasard d’une cage propre à chaque logement.
- Ensuite, placez la souris de l’observateur dans la cage et d’enregistrer le temps de latence pour trouver le cookie avec un seuil de 15 min. Ne laissez pas la souris mange le cookie.
Remarque : Ce test simple peut exclure déficits détection olfaction et empêcher des essais de STFP inutiles chronophage.
5. accoutumance Phase (jour 3) :
- Séparer les compartiments droites et gauches en abaissant les murs.
- Mettre deux contenants alimentaires, remplies de boulettes (chow alimentaire régulier) à chaque coin de la trois-chambre-appareil.
- Placez délicatement la souris de l’observateur dans la chambre du centre.
- Laissez la souris sujet à s’habituer à l’appareil pendant 10 min.
- Après 10 min, ouvrez les portes coulissantes et de laisser la souris objet Explorer librement l’appareil entier pendant 10 min.
NOTE : Souris devraient demeurer sur un calendrier privé de nourriture pendant cette phase.
6. Phase de Transmission social (jour 4) :
- Séparer les compartiments droites et gauches en abaissant les murs.
- Mettre une souris démonstrateur à l’intérieur d’une tasse de confinement de fil et le placer dans la chambre du centre. Sur le couvercle de la coupe de fil, face à la caméra montée, écrire l’abréviation de la nourriture qui le démonstrateur a été repéré avec.
- Doucement, placez la souris de l’objet dans la chambre de centre et laissez-le explorer librement le démonstrateur pendant 30 min, tout en enregistrant la durée (s) et le nombre de contacts entre la souris de l’objet et la coupe de confinement abritant la souris démonstrateur (dans un rayon de 5 cm autour de la coupe).
7. aliments Phase de Test de préférence :
- Préparer deux pots de nourriture pour chaque souris. Peser chaque souris et l’étiquette avec l’ID de l’observateur et la saveur.
- Retirez les diviseurs de mur et placez les conteneurs de deux nourriture remplis soit chow contenant l’indicé ou un nouvel aliment (que), à chaque coin de la trois-chambre-appareil (Figure 2).
- Doucement, placez la souris de l’objet dans le compartiment intermédiaire et laissez-le explorer librement le domaine entier pour 120 min, tout en enregistrant la durée (s) et le nombre de contacts entre la souris de l’objet et les deux tasses de nourriture (dans un rayon de 5 cm autour de la tasse).
- Mesurer la préférence alimentaire en pesant la nourriture restante (g).
- En cas de déversement, remettre tous les aliments dans la tasse de nourriture et pesez-le ainsi que de la nourriture restante dans la tasse de nourriture. Déversement à l’intérieur de la chambre intermédiaire devrait être ignorée.
8. analyse statistique :
- Utilisez un programme de suivi vidéo pour évaluer le comportement de la souris, y compris le nombre d’approches, durée des approches entre sujet et démonstrateur de la souris au cours de la phase 6 et le moment où la souris de l’observateur a passé avec les deux tasses de nourriture au cours de la phase 7.
- Calculer le pourcentage de temps passé à proximité de la nourriture indicée et qu’et le pourcentage de la nourriture mangée d’indicé et que.
- Analyser les données de l’analyse de variance (ANOVA).
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Representative Results
Un exemple de la phase d’exploration sociale est illustré à la Figure 1 a-B. Cette phase permet d’estimer d’exploration sociale de la souris de l’objet avec la souris de démonstrateur juste consommé un aliment assaisonné. Dans le protocole initial, souris pouvaient mutuellement explorer librement. Dans le protocole décrit dans cet article, la souris démonstrateur était contenue dans une tasse de fil permettant aux nez et ano-génital. En outre, l’arène où les souris rencontrent est petite (chambre du centre de la boîte de trois-chambre mesure 19 x 45 cm). À ce titre, nous augmentons la probabilité de la souris de sujet à explorer la tasse de confinement avec la souris de démonstrateur. En comparant les souris de type sauvage à des souris APP/PS1, nous avons trouvé aucune différence significative entre la distance totale s’installe (Figure 1 a), ni le temps passé (Figure 1 b) avec la souris de démonstrateur, indiquant la sociabilité normale dans ce modèle AD. La phase de test de préférence réelle de l’aliment est conçue pour évaluer la mémoire socialement induite par les aliments (Figure 1-D). Dans cette phase, la souris sujet peuvent choisir librement entre les aliments aromatisés indicé et un nouvel aliment que. En règle générale, un animal WT souvient de ses contacts antérieurs avec l’odeur et préfère manger plus et passer plus de temps avec les aliments aromatisés correspondant, indiquant la mémoire intacte alimentaires socialement induite (Figure 1-D). Contrairement aux souris de type sauvage, APP/PS1 animaux mutants ne démontrent pas de préférence pour la nourriture signalisée sur le roman, que nourriture (Figure 1-D). Comportement indifférent de souris APP/PS1 dans ce test est révélatrice de la mémoire une diminution des aliments socialement induite.
Figure 1. Exploration sociale de la souris démonstrateur n’est pas différente entre 3 mois sauvage et souris APP/PS1, mais a été constatée une perte de mémoire olfactive socialement induite chez les souris APP/PS1. A. WT souris ainsi que des souris AD parcouru des distances égales autour de la cage avec la souris de démonstrateur. B. en outre, le temps les deux génotypes passées autour de la cage tenant le démonstrateur n’était pas significativement différent. C. STFP test a révélé que des souris WT a montré une nette préférence pour les aliments indicé 1 jour suivant la rencontre sociale par rapport aux souris AD qui mangeaient en moyenne égales de la nourriture présentée de deux tasses. D. cette tendance se reflète également dans le temps les souris passée à explorer les aliments indicés et non repérée : souris WT passent un plus considérable de leur temps à explorer la nourriture indicée par rapport aux souris AD. E.-F. APP/PS1 souris n’a pas mangé moins de souris WT en général. (Moyenne ± SEM est donné, WT = sauvage, AD = maladie d’Alzheimer, n = 10 dans chaque groupe, NS = non significatif, double astérisque p < 0,01).
Figure 2. Montage expérimental pendant la phase de test. A. photo prise du côté de la mise en place avec les chambres à 3 et les pots de nourriture dans les rampes aux deux extrémités et une souris explorer l’un d'entre eux. B. photo prise d’en haut comme capturé par un programme de suivi des vidéo à l’aide prédéfinis arènes d’analyse automatisé et contrôlé par vidéo des comportements. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
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Discussion
Un répertoire comportemental animal peut être largement suivi retour à quatre raisons fondamentales, localisation de nourriture et eau, éviter les prédateurs, socialement interagir et reproduire. Mise en œuvre d’un modèle de comportement produites par un individu d’un groupe social qui favorise directement l’adoption et exposition par un autre est inventé transmission sociale24. Ce genre de comportement peut influer profondément écologie de l’espèce parce que le comportement émanant de (certains) ou des personnes peut-être partent rapidement à d’autres dans le réseau social, comme les informations olfactives25. Transmission de ce type d’informations d’un animal à l’autre peut être mécaniquement très simple. Par exemple, Mus musculus est une espèce sociale globalement s’engager dans des comportements socialement induite et des interactions sociales réciproques. Nous présentons ici un test pour évaluer la mémoire olfactive socialement induite chez la souris. Le test STFP a été initialement développé par Galef et Wigmore et a gagné en intérêt de plus en plus au cours des années passées. Des études ultérieures à l’aide de procédures similaires inclus raffinements pour améliorer la fiabilité des données pour l’analyse de la sociabilité et la mémoire olfactive et préférences26,27. La principale spécificité de ce test est la phase de transmission sociale, dans laquelle une souris sujet/observateur rencontre un animal démonstrateur qui a été introduit un aliment contenant une nouvelle saveur. Lors de cette rencontre unique, sociale, manifestants et observateurs sont capables d’échanger des informations sur la nourriture. 24h après l’interaction, les souris d’observateur doivent choisir entre l’indicé alimentaire ou un aliment nouveau. Par conséquent, STFP peut être utilisé pour étudier la mémoire à long terme chez les animaux.
Contenant la souris démonstrateur présente plusieurs avantages sur la libre interaction dans les versions précédentes des protocoles STFP. Par exemple, l’agression, qui apparaît parfois dans des modèles de souris transgéniques AD, est limitée. En outre, il empêche les interactions sexuelles. Ayant le démonstrateur contenu pourrait ainsi être une option moins agressive pour la souris de l’observateur pour interagir, qui dans le cas d’une souris AD s’avère parfois pour être moins sociables et réticents à interagir avec se déplaçant librement souris. L’inconvénient est que la coupe de fil lui-même doit être nettoyé chaque fois entre la souris et peut être considérée comme un stimulus aversif lui-même.
Ce test ne nécessite pas un animal se comporter comme de nombreuses tâches de conditionnement opérant, ou le labyrinthe de l’eau de Morris complexes ou non naturelle. Bien que ce test est relativement long, il permet à la surveillance et le recodage des répertoires multiples de paramètres spécifiques, comme la sociabilité durant la phase de transmission sociale. Ou en répétant simplement la phase de test STFP, souris peuvent être testés à nouveau avec un délai plus long. Quelques considérations devraient garder à l’esprit concernant le mode de l’animal. Anxiété (sociale) observée peut être causée par l’accoutumance insuffisante des souris observateur cet appareil ou de la mise en place ou en raison de la modification génétique ou les maladies induites par la néophobie. Par exemple, les modifications de sociabilité sont une caractéristique fondamentale de la dépression, les troubles du spectre autistique et schizophrénie28,29,30. Ainsi, le test devrait être soigneusement utilisé dans des modèles animaux de ces maladies. Des modèles animaux qui sont avèrent être sensible aux changements alimentaires ou la privation de nourriture devraient être évitées. Pour conclure, comportement de reconnaissance odeurs altérée a été impliquée comme élément distinctif pour plusieurs troubles psychiatriques. Par conséquent, le plein potentiel du test STFP reste à découvrir.
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Disclosures
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Acknowledgments
Recherche financée par la bourse de recherche postdoctorale de FWO à AVdJ. Les auteurs tiens à remercier Leen Van Aerschot et Ilse Bloemen pour leur soutien technique.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 3-chamber apparatus | custom made | 19 x 45 cm, height 30 cm | |
| wire cages to hold mouse | custom made | diameter of 12 cm, height 10 cm | |
| ramp to hold food cup | custom made | 10 x 10 cm, height 7 cm | |
| food cups | sunlessbody via ebay | http://www.ebay.com.au/itm/Plastic-Sample-Jars-Pots-Cups-Containers-with-Hinged-Lid-x-200-Small-25ml-/251708415240 | diameter of 3.8 cm, height 3.2 cm |
| lux meter | Volcraft | BL-10 L 0 - 40000 lx | |
| paprika herb | Delhaize | ID:716703 | Gemalen paprika,| 40 g |
| celery herb | Delhaize | ID:716301 | Selderzout, 57 g |
| vide-tracking software | Ethovision (Noldus) | http://www.noldus.com/animal-behavior-research/products/ethovision-xt | |
| ANYmaze (Stoelting) | https://www.stoeltingco.com/any-maze-video-tracking-software-1218.html |
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