Summary

使用して報酬を求める行動の変化を測定するための簡単な方法<em>キイロショウジョウバエ</em

Published: December 15, 2016
doi:

Summary

私たちは、報酬の状態の変化の指標として自主的なエタノール消費を使用して、ミバエ( キイロショウジョウバエ )にやりがいとnonrewarding経験を誘導するためのプロトコルについて説明します。

Abstract

私たちは、報酬の状態の変化のためのプロキシとしてミバエ( キイロショウジョウバエ )にエタノール自己投与を測定するためのプロトコルについて説明します。私たちは、ハエの報酬システムを活用自然の報酬に関連した経験を変更し、報酬の状態の変化の指標として自主的なエタノール消費を使用する簡単な方法を示しています。アプローチは、内部状態の経験媒介性変化に役割を果たしニューロンおよび遺伝子を研究するための関連ツールとして機能します。やりがいとnonrewarding経験にハエを露出させ、および薬物報酬を得るために、モチベーションの尺度として自主的なエタノール消費をアッセイ:プロトコルは、2つの別個の部分から構成されます。 2つの部分はそれぞれ、さらに下流のアッセイのための最初のステップとして、または独立した二選択摂食アッセイとして経験の調節を誘導するために独立して使用することができます。プロトコルは、複雑な設定を必要としないため、任意の研究所で適用することができます基本的なフライ培養ツールとyの。

Introduction

経験に応じて、行動の修正は、動物がその環境1の変化に彼らの行動を調整することができます。このプロセスの間、動物は、外部環境の変化する条件で、内部の生理的状態を統合し、その後の生存と再生のチャンスを高めるために、別の上で1つのアクションを選択します。報酬システムは、飲食、またはそのような子孫2のための性行動や思いやりなどの長期生存を確保するものとして、即時の生存率を高める行動を補強することにより、個人および種の生存のために必要とされる行動を動機づけるように進化しました。そのような乱用薬物などの人工化合物はまた、天然の報酬2を仲介共同オプトイン神経経路によって報酬系に影響を与えます。

最後の二十年の間に、果実はキイロショウジョウバエが molecを研究するための有望なモデルとして確立されている飛びますウラルと行動3,4にエタノールの影響を形成している神経メカニズム。

以前、我々は、薬物報酬5を得るための動機に、ハエにおけるペプチド性ニューロンのサブセット(NPF / NPF受容体(R)ニューロン)などの性的経験としてそのカップル自然の報酬を、同定しました。 NPF式は、両方の性的な経験にし、例えば、エタノール中毒などの薬物の報酬に敏感です。 NPF発現レベルの変化は、高NPFが減少し、低NPFがエタノールを消費する設定を増加させ、エタノール自己投与5、の変化に変換されます。彼らはまた、減少したエタノール消費により反射され活性化、とペアになって臭いのための強い好みを表示するようNPFニューロンをアクティブにすると、ハエのためにやりがいのあります。さらに重要なことは、NPFニューロンの活性化は、エタノール中毒と臭気キューとの間に正の関連を形成するハエの能力を妨害します。 NPF / Rとの間の因果関係システム、報酬のメモリ、およびエタノール消費は1つが報酬の状態5の変化の指標としてエタノール自己投与を使用することができることを示唆しています。

この公報では、報酬の状態でフラ​​イ自然の報酬システムおよびアッセイの変更を活用するための統合的なアプローチを実証します。アプローチは、報酬の状態の変化の推定値としてエタノール自己投与を評価するために、2つの選択肢のキャピラリーフィーダーアッセイ(CAFE)に続いて2つの部分、自然の報酬関連の経験を操作するための訓練プロトコルで構成されています。 CAFEアッセイは、薬物自己投与のための齧歯類試験で使用される2つのボトルの選択アッセイに類似しており、ハエ6中毒のような動作の特定の特性を反映することが示されています。

Protocol

注:実験計画の概要:実験計画は、雄ハエが4日間にわたって3回連続トレーニングセッションにやりがいとnonrewarding経験にさらされている求愛抑制7-9のための適応プロトコルが含まれています。 4 – D経験フェーズの終了時に、ハエは3のための2つの選択肢の自発的エタノール消費アッセイで試験されています。他の実験( 表1)の開始前に適時に行われるべきであるプロトコルは、本明?…

Representative Results

FPreviously、Devineni ら。ショウジョウバエは、エタノール含有食品を摂取するための選択肢が与えられたとき、彼らは食糧6を含むnonethanolオーバーエタノール含有食品に対する強い好みを表示することを示しました。ここに示したトレーニングプロトコルを受けていないナイーブ男性のハエの生来のエタノール嗜好を分析するときに我々が得たいくつかの…

Discussion

Here, we illustrate the details of an integrated approach to measure alterations in reward-seeking behavior, based on previous work described by Devineni et al.6 and Shohat-Ophir et al5. The first section of the protocol uses different types of sexual interactions as the experience input, and the second section uses a two-choice feeding assay to assess the effect of experience on the preference to consume ethanol.

As shown by Devineni et al.<sup…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

我々は長期的な議論や技術的助言のためにU. HeberleinとA. Devineniに感謝します。我々はまた、方法を実証するとヘルプは、Shohat-オフィールラボメンバー、A. Benzur、L. Kazaz、およびO.シャロームに感謝します。特別な感謝は、ラボでのフライ・システムを確立するためのエリエゼルCostiに行きます。この作品は、イスラエル科学財団(14分の384)とマリー・キュリーのキャリアの統合補助金(CIG 631127)によってサポートされていました。

Materials

Polystyrene 25 x 95mm Vials FlyStuff 32-109
narrow plastic vials flugs FlyStuff 42-102
Disposable Sterile Needle 18G and 27G  can be acquired by any company 1.20 X 38mm (18Gx1 1/2") , 0.40 X 13mm (27Gx1/2")
10x75mm Borosilicate Glass Disposable Culture Tubes kimble chase 73500-1075
calibrated pipets 5ul (microliter) VWR 53432-706 color coded white to contain 5 microliters
Mineral Oil  Sigma-Aldrich  M5904
Sucrose, Molecular Biology Grade CALBIOCHEM 573113
Yeast extract Powder for microbiology can be acquired by any company
Ethanol Sigma-Aldrich  32221
standard pipette Tips (micro-pipets) ThermScientific T114R-Q volume- 0.1-20 ul Ultra micro
IDENTI-PLUGS (Foam Tube Plugs) Jaece L800-A fits opening 6 to 13mm
IDENTI-PLUGS (Foam Tube Plugs) Jaece L800-D fits opening 35 to 45mm
virginator fly stock  bloomington drosophila stock center #24638
Narrow Vials, Tray Pack (PS) Genesee Scientific Corporation  # 32-109BR
Drosophila Media Recipes and Methods Bloomington Drosophila Stock Center http://flystocks.bio.indiana.edu/Fly_Work/media-recipes/molassesfood.htm
propionic acid Sigma-Aldrich  P5561
phosphoric acid Sigma-Aldrich  W290017
Methl 4-Hydroxybenzoate Sigma-Aldrich  H3647
Agar Agar can be acquired by any company
corn meal can be acquired by any company
Grandma's molasses B&G Foods, Inc not indicated
instant dry yeast can be acquired by any company

Referências

  1. Robinson, G. E., Fernald, R. D., Clayton, D. F. Genes and social behavior. Science. 322, 896-900 (2008).
  2. Koob, G. F. Neurobiological substrates for the dark side of compulsivity in addiction. Neuropharmacol. 56, 18-31 (2009).
  3. Kaun, K. R., Devineni, A. V., Heberlein, U. Drosophila melanogaster as a model to study drug addiction. Hum Genet. 131, 959-975 (2012).
  4. Devineni, A. V., Heberlein, U. Addiction-like behavior in Drosophila. Commun Integr Biol. 3, 357-359 (2010).
  5. Shohat-Ophir, G., Kaun, K. R., Azanchi, R., Mohammed, H., Heberlein, U. Sexual deprivation increases ethanol intake in Drosophila. Science. 335, 1351-1355 (2012).
  6. Devineni, A. V., Heberlein, U. Preferential ethanol consumption in Drosophila models features of addiction. Curr Biol : CB. 19, 2126-2132 (2009).
  7. McBride, S. M., et al. Mushroom body ablation impairs short-term memory and long-term memory of courtship conditioning in Drosophila melanogaster. Neuron. 24, 967-977 (1999).
  8. Ejima, A., Smith, B. P., Lucas, C., Levine, J. D., Griffith, L. C. Sequential learning of pheromonal cues modulates memory consolidation in trainer-specific associative courtship conditioning. Curr Biol. 15, 194-206 (2005).
  9. Ejima, A., et al. Generalization of courtship learning in Drosophila is mediated by cis-vaccenyl acetate. Curr Biol. 17, 599-605 (2007).
  10. Keleman, K., Kruttner, S., Alenius, M., Dickson, B. J. Function of the Drosophila CPEB protein Orb2 in long-term courtship memory. Nat Neurosci. 10, 1587-1593 (2007).
  11. Kaun, K. R., Azanchi, R., Maung, Z., Hirsh, J., Heberlein, U. A Drosophila model for alcohol reward. Nat Neurosci. 14, 612-619 (2011).
  12. Xu, S., et al. The propensity for consuming ethanol in Drosophila requires rutabaga adenylyl cyclase expression within mushroom body neurons. Genes Brain Behav. 11, 727-739 (2012).
  13. Devineni, A. V., Heberlein, U. The evolution of Drosophila melanogaster as a model for alcohol research. Annu Rev Neurosci. 36, 121-138 (2013).
  14. Ro, J., Harvanek, Z. M., Pletcher, S. D. FLIC: high-throughput, continuous analysis of feeding behaviors in Drosophila. PloS one. 9, 101107 (2014).
  15. Itskov, P. M., et al. Automated monitoring and quantitative analysis of feeding behaviour in Drosophila. Nat Commun. 5, 4560 (2014).
  16. Yapici, N., Cohn, R., Schusterreiter, C., Ruta, V., Vosshall, L. B. A Taste Circuit that Regulates Ingestion by Integrating Food and Hunger Signals. Cell. 165, 715-729 (2016).
  17. Peru, Y. C., et al. Long-lasting, experience-dependent alcohol preference in Drosophila. Addict Biol. 19, 392-401 (2014).
  18. Dus, M., et al. Nutrient Sensor in the Brain Directs the Action of the Brain-Gut Axis in Drosophila. Neuron. 87, 139-151 (2015).
  19. Anderson, D. J., Adolphs, R. A framework for studying emotions across species. Cell. 157, 187-200 (2014).
  20. Gibson, W. T., et al. Behavioral responses to a repetitive visual threat stimulus express a persistent state of defensive arousal in Drosophila. Curr Biol. 25, 1401-1415 (2015).
check_url/pt/54910?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Zer, S., Ryvkin, J., Wilner, H. J., Zak, H., Shmueli, A., Shohat-Ophir, G. A Simple Way to Measure Alterations in Reward-seeking Behavior Using Drosophila melanogaster. J. Vis. Exp. (118), e54910, doi:10.3791/54910 (2016).

View Video