小鼠可卡因诱导的行为敏化与条件性位置偏爱评估

摘要

本方案旨在使研究人员能够开展实验，利用条件性位置偏好和运动行为敏感化检测来研究成瘾的这些方面。

摘要

人们认为，药物带来的奖赏性体验会形成强烈的环境关联，并促使个体反复用药。反复接触滥用药物会使易感个体的脑功能发生持久性改变，而这些持续性的改变很可能维持了成瘾/依赖所特有的适应不良的觅药和用药行为²。在啮齿类动物中，通常采用条件化位置偏爱实验（conditioned place preference assay，CPP）来测量奖赏体验及其与环境的关联，该方法通过检测动物对先前与药物配对环境的偏好程度来实现。另一方面，行为敏化是指随着反复暴露于药物，药物诱导的行为反应逐渐增强的现象。由于敏化行为在停药数月后仍可被检测到（具体取决于初始暴露的剂量和持续时间），因此被视为药物诱导的持久性神经可塑性的可观测指标。研究人员发现，这些实验方法有助于确定介导成瘾某些方面的神经生物学基础，并可用于评估不同干预措施对这些行为的阻断潜力。本文描述了小鼠对可卡因产生条件化位置偏爱及运动行为敏化的基础且有效的实验方案。

引言

利用动物模型研究药物成瘾机制时，必须采用多种方法来应对阻碍治疗成功的各种因素，包括奖赏/强化/动机、戒断与复吸，以及进一步加剧成瘾问题的持续性行为。由于与滥用药物相关的奖赏性体验被认为会驱动后续的药物使用行为，因此聚焦于药物与环境关联的研究可能特别有助于理解参与药物使用和觅药行为的脑机制。其中一种检测方法——条件性位置偏爱（conditioned place preference, CPP）——是一种高通量的方法，可用于比较不同组别在奖赏敏感性方面的差异。该任务的传统解释基于经典（即巴甫洛夫式）条件反射原理：将一个条件刺激（CS）与一个非条件刺激（UCS）配对呈现，经过多次配对后，条件刺激本身即可引发与非条件刺激相同的行为反应（但参见^39,40）。理论上，动物会学习将某种内感受状态（奖赏或厌恶）与环境线索相关联，随后通过测定动物对这些环境线索的偏好程度，来评估该内感受状态的相对厌恶或趋近强度。使用位置条件化来测量药物奖赏关联的方法最早可追溯至1957年的一项研究，该研究在Y迷宫中对大鼠使用吗啡进行实验^3,4。在过去的几十年中，该方法的多种变体已被广泛用于研究啮齿类动物对各种刺激产生的位置偏爱或位置厌恶，至今仍在研究滥用药物所诱导的关联效应方面具有重要价值。在药物成瘾研究中，该检测方法已被用于评估多种药物的奖赏特性，以及不同脑系统和蛋白质在药物奖赏中的作用（综述见^5-7,44）。尽管存在更优的评估药物成瘾相关因素的方法，例如药物自给药（drug self-admini....

方案

所有实验程序均已获得麦克莱恩医院机构动物护理和使用委员会的批准。注：以下方案描述了一种条件性位置偏爱（CPP）和运动致敏化的实验方法，该方法在许多细节上与其他成功的方案有所不同（例如，光照期与黑暗期测试、连续给药与间歇给药等）。初学者可选择从这些方案开始，或仅将其作为参考，根据当前实验问题从文献中借鉴适当的修改。文中描述了自动化测量方法；然而，每种检测也可采用非自动化手段进行即，视频记录，手动评分

1. 条件性位置偏爱

1. 仪器与房间设置：
   1. 对实验小鼠进行1-3分钟的操作处理 每天一次，测试前至少连续3至5天。
      注意：从未经过处理的小鼠在从实验舱中移出时可能会感到应激，这可能干扰或改变条件化过程。
   2. 获取四个或更多三室条件性位置偏爱装置，最好配备光束系统以实现自动化数据采集¹⁸确保每个腔室包含两个较大且在视觉和触觉上可区分的腔室，这两个腔室通过可升降的门与一个较小的中性腔室相连，以控制进入。每个腔室应配有可开启的盖子，用于小鼠的放入和取出，盖子上应安装小型可单独控制（可调光）的灯（每个腔室一盏）。
      注意：CPP室的设计因研究需求而异，可从商业渠道购买，也可由研究人员自行构建。对于 "平衡的" 设计上，推荐的方案是一个较大的腔室配备白色墙壁和金属丝网地板，另一个腔室配....

结果

CPP实验的代表性结果如下所示 图6 使用约九周龄的野生型 C57BL/6N 小鼠。研究设计为 2 × 3 混合因素析因设计，其中组内变量为测试阶段（前测与后测），组间变量为处理方式（生理盐水、可卡因 5 mg/kg 和可卡因 10 mg/kg）。重复测量方差分析显示测试阶段与处理方式之间存在显著交互作用（F_2,20=3.68，p<0.05），该结果被解释为 取而代之 观察到测试的显著主效应（F_1,20=9.86，p<0.01）和处理（F_1,20=4.37，p<0.05）。事后比较显示，前测阶段各组间无显著差异。在后测阶段，5 mg/kg 剂量组与 10 mg/kg 剂量组之间差异不显著；然而，这两个剂量组对可卡因配对箱室的偏好均显著高于仅给予生理盐水的对照组（Tukey 检验：5 mg/kg，p<0.5；10 mg/kg，p<0.01）。此外，Bonferroni 事后检验显示，5（p<0.05）和10（p<0.05) mg/kg 组在测试后对可卡因配对侧的偏好性较测试前显著增.......

讨论

本方案展示了条件性位置偏好和运动致敏的实验方法，这两种方法均可被普通实验室用于评估药物诱导的行为可塑性。与大多数行为学测试一样，除了基本方案外，还有一些其他值得注意的考虑因素。首先，这些技术中的每一种都可以被认为具有两个阶段：诱导和表达。对于CPP，"诱导"指行为的发展过程，发生在条件化训练期间；而对于致敏，则是指最初的一段（通常是连续的）药物暴露期。"表达"在CPP中指的是测试后的阶段，而在致敏中，可将其定义为在戒断后给予的药物激发，或简单地作为最后一次连续的药物暴露。

值得考虑的是，将操作限制在其中一个阶段而非另一个阶段，以更清晰地解析其潜在效应。具有时效性限制作用的病毒（例如，HSV）或药物联合给药/预处理（例如，激动剂/拮抗剂）在此类研究中具有重要用途。采用该方法时，可能还需使用压缩的实验方案，以使特定阶段更好地与病毒表达时间相吻合。对于条件性位置偏好（CPP），可采用为期两天的条件化方法，正如我们此前所描述的那样。³⁷尤其对于运动致敏而言，将诱导期与表达期之间的戒断时间变化与这些方法.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
盐酸可卡因 USP	Mallinckrodt Pharmaceuticals	0406-1520	出于研究目的购买和使用（二类管制物质）需遵守州和联邦法律的相关规定并取得相应许可。
条件性位置偏好  带手动门和照明装置的小鼠三室实验箱	Med-Associates 公司	MED-CPP-MS && MED-CPP-3013	我们的实验室曾使用过这些盒子；然而，市面上还有许多其他可选的盒子 &且可接受。
PAS-笼内活动监测光束阵列	San Diego Instruments	2325-0223 & 7500-0221	我们的实验室将这些阵列置于文中所述的定制腔室内部。  有其他可选方案。
一次性消毒湿巾 Sani-Cloth	PDI	13872