Een methode voor het evalueren van de versterkende eigenschappen van ethanol in ratten zonder Water beroving, sacharine Fading of Extended Access Training
Summary
Dit protocol beschrijft een nieuwe en efficiënte methode om snel te starten operante reageren voor ethanol in ratten die, in tegenstelling tot standaard methoden, geen water ontbering of saccharine / sucrose vervagen te initiëren reageren vereist.
Abstract
Operante orale zelftoediening methoden worden gewoonlijk gebruikt om de versterkende eigenschappen van ethanol studie bij dieren. Echter, de standaard methoden vereisen sacharine / sucrose fading, water ontbering en / of uitgebreid training om operante initiëren reageren bij ratten. Dit document beschrijft een nieuwe en efficiënte methode om snel te starten operante reageert voor ethanol, dat is handig voor onderzoekers en geen water ontbering of saccharine / sucrose fading vereisen, zodat het niet langer het potentieel verwarren van het gebruik van zoetstoffen in ethanol operante zelftoediening studies. Met deze methode Wistar ratten typisch verkrijgen en behouden zelftoediening van een 20% ethanoloplossing in minder dan twee weken training. Bovendien zijn bloed ethanol concentraties en beloningen positief gecorreleerd voor een 30 min zelftoediening sessie. Bovendien, naltrexon, een door de FDA goedgekeurde geneesmiddel voor alcoholafhankelijkheid dat is aangetoond dat ethanol zelftoediening onderdrukkenbij knaagdieren, dosisafhankelijk verlaagt alcoholinname en motivatie om alcohol ratten zelfadministrerend 20% ethanol consumeren, waardoor het gebruik van deze nieuwe methode om de versterkende eigenschappen van alcohol bij ratten studie valideren.
Introduction
De ontwikkeling van diermodellen om de versterkende effecten van geneesmiddelen te bestuderen heeft bewezen een belangrijk instrument voor de menselijke drugsverslaving te bestuderen. Meer specifiek operant zelftoediening is een veel gebruikte gedragsmodel dat is een van de meest doeltreffende middelen ter beoordeling van de positieve versterkende effecten van een oraal geconsumeerd ethanoloplossing. Een eerste probleem met ontwikkeling van een dergelijk model de primaire aversieve smaak van hoge concentraties ethanol meeste knaagdieren, een verschijnsel dat ook wordt gedeeld in mensen met weinig of geen ervaring met alcohol 1. Een standaard protocol om deze barrière te overwinnen vereist water ontbering en / of saccharine of sucrose vervagen voor de aanschaf en het onderhoud van zelfbestuur. Deze twee benaderingen zijn niet voordelig. Ze vereisen lange periodes van training om gewoon te starten reageren voor ethanol en het verkrijgen van een relatieve succes van de overname. Het gebruik van zoetstoffen introduceert ook een mogelijke bias inde interpretatie van het zelf toedienen van gegevens. Deze beperkingen gelden niet voor het volgende protocol.
In het kort, Samson en zijn collega's 2 hebben aangetoond dat het oplossen van ethanol in een zoete oplossing van 20% sucrose en uitfaden de zoetheid meer dan 4 weken van de opleiding is vereist om te starten reageert 10% ethanol in water. Verder is betrouwbaar ethanol inname gewoonlijk bereikt in 6-8 weken 1-3. Deze aanpak is zeer problematisch. Ten eerste, het vereist langere training voor onderzoekers kunnen beginnen te ethanol zelftoediening meten. In tegenstelling intraveneuze zelf-toediening van cocaïne of heroïne vergt 0-1 dagen van de pre-drug training op een voedsel leveren hendel in voedsel beperkt dieren, en stabiel reageert voor drug wordt vaak bereikt in 10 – 12 dagen 4,5. Een andere beperking van deze werkwijze is dat saccharine en sucrose zijn zeer lonend ratten en wekken hersenactivatiepatronen similar naar drugs, waardoor de invoering van het potentieel voor verwart in ethanol zelftoediening studies 6-9. Tenslotte ratten verwerven zelftoediening van een ethanoloplossing met deze methode show variabiliteit in aankopen en respons 1,10, met een aanzienlijk deel van ratten consequent uit experimenten uitgesloten wegens mislukte verwerving en / of onvoldoende respons.
In tegenstelling met dit protocol, presenteren we een eenvoudige maar efficiënte methode voor de aanschaf en het onderhoud van orale zelf-toediening van een ethanol 20% in water oplossing die niet noodzakelijk water ontbering, sacharose / saccharine fading of uitgebreide toegang tot training. Een recent onderzoek bleek dat zelftoediening voor orale ethanol wordt een omgekeerde U-vormige dosis-responscurve met hoogste ethanol inname tijdens zelftoediening van een 20% ethanolconcentratie, waardoor een reden voor het selecteren van 20% ethanoloplossing in onze experimental ontwerp 11.
Protocol
Representative Results
Discussion
Met dit protocol, presenteren we een nieuwe methode voor het verwerven en onderhouden van een stabiele orale zelf-toediening van 20% ethanol in ratten die, in tegenstelling tot klassieke modellen van ethanol zelfbestuur, niet het gebruik van water ontbering, uitgebreide toegang training vereist, of saccharine / sucrose vervagen 12. Bovendien, naltrexon, een momenteel door de FDA goedgekeurde medicijnen voor afhankelijkheid van alcohol, met succes af alcohol zelfbestuur en de motivatie om alcohol van Wistar ra…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund door de Zweedse Research Council.
Materials
| Extra Tall MDF Sound Attenuating Cubicle, Interior: 22"W x 22"H x 16"D | Med Associates Inc. | ENV-018MD | |
| Extra Tall Modular Test Chamber with modified Top, Waste Pan and Photobeam | Med Associates Inc. | ENV-007CT-PH | |
| Stainless Steel Grid Floor for Rat or Small Primate | Med Associates Inc. | ENV-005 | |
| Retractable Lever | Med Associates Inc. | ENV-112CM | 2 by SA chambers |
| Stimulus Light, 1" White Lens, Mounted on Modular Panel | Med Associates Inc. | ENV-221M | 2 by SA chambers |
| Dual Cup Liquid Receptacle with 18ga Stainless Steel Pipes | Med Associates Inc. | ENV-200R3AM | |
| Single Speed Syringe Pump, 3.33RPM | Med Associates Inc. | PHM-100 | |
| Liquid Delivery Kit | Med Associates Inc. | PHM-122-18 | |
| SmartCtrl 8 Input, / 16 Output Package | Med Associates Inc. | DIG-716P2 | |
| MED-PC software | Med Associates Inc. | SOF-735 | |
| http://www.mednr.com/ | Med Associates Inc. | A website that is open-source and has been created to offer researchers a place to exchange MEDState Notation code | |
| Kendall Monoject 20cc Syringes, Regular Luer Tip | VWR International | MJ8881-520657 | |
| Ethanol, Pure, 190 Proof (95%), USP, KOPTEC | Decon Labs | 2801 | |
| 0.9% Sodium Chloride Injection, USP | Hospira | 0409-4888-50 | |
| Naltrexone hydrochloride | Sigma Aldrich | N3136-1G | |
| 23 G BD PrecisionGlide Needles | BD | 305145 | |
| Minivette POCT 50 µl, K3 EDTA | Sarstedt | 17.2113.150 | For capillary blood collection |
References
- Koob, G. F., et al. Animal models of motivation for drinking in rodents with a focus on opioid receptor neuropharmacology. Recent developments in alcoholism : an official publication. of the American Medical Society on Alcoholism, the Research Society on Alcoholism, and the National Council on Alcoholism. 16, 263-281 (2003).
- Samson, H. H. Initiation of ethanol reinforcement using a sucrose-substitution procedure in food- and water-sated rats. Alcoholism, clinical and experimental research. 10, 436-442 (1986).
- Weiss, F., Mitchiner, M., Bloom, F. E., Koob, G. F. Free-choice responding for ethanol versus water in alcohol preferring (P) and unselected Wistar rats is differentially modified by naloxone, bromocriptine, and methysergide. Psychopharmacology. , 178-186 (1990).
- Koya, E., et al. Role of ventral medial prefrontal cortex in incubation of cocaine craving. Neuropharmacology. 56, 177-185 (2009).
- Karlsson, R. M., Kircher, D. M., Shaham, Y., O’Donnell, P. Exaggerated cue-induced reinstatement of cocaine seeking but not incubation of cocaine craving in a developmental rat model of schizophrenia. Psychopharmacology. , 45-51 (2013).
- Augier, E., Vouillac, C., Ahmed, S. H. Diazepam promotes choice of abstinence in cocaine self-administering rats. Addiction biology. 17, 378-391 (2012).
- Cantin, L., et al. Cocaine is low on the value ladder of rats: possible evidence for resilience to addiction. PloS one. 5, (2010).
- Lenoir, M., Serre, F., Cantin, L., Ahmed, S. H. Intense sweetness surpasses cocaine reward. PloS one. 2, (2007).
- Spangler, R., et al. Opiate-like effects of sugar on gene expression in reward areas of the rat brain. Brain research. Molecular brain research. , 134-142 (2004).
- Rassnick, S., Pulvirenti, L., Koob, G. F. SDZ-205,152, a novel dopamine receptor agonist, reduces oral ethanol self-administration in rats. Alcohol. 10, 127-132 (1993).
- Carnicella, S., Yowell, Q. V., Ron, D. Regulation of operant oral ethanol self-administration: a dose-response curve study in rats. Alcoholism, clinical and experimental research. 35, 116-125 (2011).
- Augier, E., et al. Wistar rats acquire and maintain self-administration of 20 % ethanol without water deprivation, saccharin/sucrose fading, or extended access training. Psychopharmacology. , (2014).
- Macchia, T., et al. Ethanol in biological fluids: headspace GC measurement. Journal of analytical toxicology. 19, 241-246 (1995).
- Hodos, W. Progressive ratio as a measure of reward strength. Science. 134, 943-944 (1961).
- Williams, K. L., Broadbridge, C. L. Potency of naltrexone to reduce ethanol self-administration in rats is greater for subcutaneous versus intraperitoneal injection. Alcohol. 43, 119-126 (2009).
- Czachowski, C. L., Delory, M. J. Acamprosate and naltrexone treatment effects on ethanol and sucrose seeking and intake in ethanol-dependent and nondependent rats. Psychopharmacology. , 335-348 (2009).
- Stromberg, M. F., Volpicelli, J. R., O’Brien, C. P. Effects of naltrexone administered repeatedly across 30 or 60 days on ethanol consumption using a limited access procedure in the rat. Alcoholism, clinical and experimental research. 22, 2186-2191 (1998).
- Stromberg, M. F., Casale, M., Volpicelli, L., Volpicelli, J. R., O’Brien, C. P. A comparison of the effects of the opioid antagonists naltrexone, naltrindole, and beta-funaltrexamine on ethanol consumption in the rat. Alcohol. 15, 281-289 (1998).
- Gonzales, R. A., Weiss, F. Suppression of ethanol-reinforced behavior by naltrexone is associated with attenuation of the ethanol-induced increase in dialysate dopamine levels in the nucleus accumbens. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 18, 10663-10671 (1998).
- Biggs, T. A., Myers, R. D. Naltrexone and amperozide modify chocolate and saccharin drinking in high alcohol-preferring P rats. Pharmacology, biochemistry, and behavior. 60, 407-413 (1998).
- Beczkowska, I. W., Bowen, W. D., Bodnar, R. J. Central opioid receptor subtype antagonists differentially alter sucrose and deprivation-induced water intake in rats. Brain research. 589, 291-301 (1992).
- Cooper, S. J. Effects of opiate agonists and antagonists on fluid intake and saccharin choice in the rat. Neuropharmacology. 22, 323-328 (1983).
- Samson, H. H., Pfeffer, A. O., Tolliver, G. A. Oral ethanol self-administration in rats: models of alcohol-seeking behavior. Alcoholism, clinical and experimental research. 12, 591-598 (1988).
- Koob, G. F., Weiss, F. Pharmacology of drug self-administration. Alcohol. 7, 193-197 (1990).
- Schank, J. R., et al. The Role of the Neurokinin-1 Receptor in Stress-Induced Reinstatement of Alcohol and Cocaine Seeking. Neuropsychopharmacology : official publication of the American College of Neuropsychopharmacology. , (2013).
- Avena, N. M., Bocarsly, M. E., Rada, P., Kim, A., Hoebel, B. G. After daily bingeing on a sucrose solution, food deprivation induces anxiety and accumbens dopamine/acetylcholine imbalance. Physiology. 94, 309-315 (2008).
- Avena, N. M. The study of food addiction using animal models of binge eating. Appetite. 55, 734-737 (2010).
- Morgan, D., Sizemore, G. M. Animal models of addiction: fat and sugar. Current pharmaceutical design. 17, 1168-1172 (2011).
- Lenoir, M., Cantin, L., Vanhille, N., Serre, F., Ahmed, S. H. Extended heroin access increases heroin choices over a potent nondrug alternative. Neuropsychopharmacology : official publication of the American College of Neuropsychopharmacology. 38, 1209-1220 (2013).
- Augier, E., et al. The mGluR2 Positive Allosteric Modulator, AZD8529, and Cue-Induced Relapse to Alcohol Seeking in Rats. Neuropsychopharmacology : official publication of the American College of Neuropsychopharmacology. 41, 2932-2940 (2016).
- Bice, P. J., Kiefer, S. W. Taste reactivity in alcohol preferring and nonpreferring rats. Alcoholism, clinical and experimental research. 14, 721-727 (1990).
