En metode for å evaluere den forsterkende egenskaper av etanol i rotter uten vann deprivation, Sakkarin Fading eller utvidet tilgang Training
Summary
Denne protokollen beskriver en ny og effektiv metode for raskt å initiere operant å reagere i etanol i rotter som, i motsetning til standard metoder, krever ikke vann berøvelse eller sakkarin / sukrose filtrert for å initiere respons.
Abstract
Operant orale selvadministrering metoder blir ofte brukt til å studere de forsterkende egenskaper av etanol i dyr. Imidlertid standard metoder krever sakkarin / sukrose fading, vannmangel og / eller utvidet trening for å initiere operant reagere i rotter. Dette notatet beskriver en ny og effektiv metode for å raskt sette i gang operant respons for etanol som er praktisk for forskere og krever ikke vann deprivasjon eller sakkarin / sukrose falming, og dermed eliminere potensialet forvirre av å bruke søtstoffer i etanol operant selv administrative fag. Med denne metoden Wistar rotter vanligvis skaffe og opprettholde selvadministrasjon av en 20% etanol løsning på mindre enn to uker med trening. Videre er blodetanolkonsentrasjoner og belønninger positivt korrelert for en 30 min selvadministrering økt. Dessuten, naltrexon, et FDA-godkjent medisiner for alkoholavhengighet som har vist seg å undertrykke etanol selvadministreringi gnagere, doseavhengig reduksjon alkoholinntak og motivasjon for å drikke alkohol for rotter selv-administrering av 20% etanol, således validere bruken av denne nye fremgangsmåten for å studere de forsterkende egenskaper av alkohol hos rotter.
Introduction
Utviklingen av dyremodeller for å studere de forsterkende effekten av narkotika har vist et viktig verktøy for å studere menneskelig narkotikamisbruk. Nærmere bestemt operant selvadministrering er en mye brukt adferdsmodell som er en av de mest effektive midler for å vurdere de positive forsterkende virkninger av et oralt forbrukes etanolløsning. En tidlig problemet med å utvikle en slik modell var den primære ubehage smaken av høye konsentrasjoner av etanol i de fleste gnagere, et fenomen som også er delt i mennesker med liten eller ingen erfaring med alkohol en. En standard protokoll for å overvinne denne barrieren krever vann deprivasjon og / eller sakkarin eller sukrose falming for anskaffelse og vedlikehold av selvstyre. Men disse to metodene er ikke fordelaktige. De krever lange perioder med trening å bare sette i gang å svare for etanol og få en relativ suksess rate av oppkjøpet. Bruken av søtningsmidler introduserer også en potensiell skjevhet itolkningen av den selvadministrering av data. Disse begrensningene gjelder ikke for følgende protokoll.
I korthet, Samson og kolleger 2 har vist at oppløsning av etanol i en søt oppløsning av 20% sukrose og deretter filtrert ut søtheten i løpet av 4 uker med trening er nødvendig for å initiere respons i 10% etanol i vann. Videre er pålitelig etanolinntak vanligvis oppnås i 6 til 8 uker 1-3. Denne fremgangsmåten er svært problematisk. Først, det krever lengre perioder med trening før etterforskerne kan begynne å måle etanol selvadministrering. I motsetning til intravenøs selvadministrering av kokain eller heroin krever 0 – 1 dager før stoffet trening på en mat-levering spaken i nærings begrenset dyr, og stabil svare for stoffet er ofte oppnådd i 10 – 12 dager 4,5. En annen begrensning ved denne metoden er det faktum at sakkarin og sukrose er meget givende til rotter og fremkalle hjerne aktiverings mønstre similar til narkotika av misbruk, og dermed innføre potensialet for forundrer i etanol selvadministrering studerer 6-9. Til slutt, rotter anskaffe selvadministrering av en etanolløsning ved hjelp av denne metoden viser variasjon i anskaffelse og responsraten 1,10, med en betydelig andel av rottene konsekvent utelukket fra eksperimenter på grunn av mislykket oppkjøp og / eller utilstrekkelig respons rate.
I motsetning til denne protokollen, presenterer vi en enkel, men effektiv metode for anskaffelse og vedlikehold av oral selvadministrering av en 20% etanol i vann løsning som ikke nødvendig vann deprivasjon, sukrose / sakkarin fading eller utvidet tilgang trening. En nylig undersøkelse fant at selv-administrering for oral etanol viser en omvendt U-formet doseresponskurve med høyeste etanolinntak ved selvadministrasjon på en 20% etanolkonsentrasjon, og dermed gi en begrunnelse for utvelgelse av 20% etanolløsning i vår experimental utforming 11.
Protocol
Representative Results
Discussion
Med denne protokollen, presenterer vi en ny metode for å skaffe og opprettholde stabil oral selvadministrasjon av 20% etanol i rotter som, i motsetning til klassiske modeller av etanol selvadministrering, ikke krever bruk av vannmangel, utvidet tilgang trening, eller sakkarin / sukrose falming 12. Videre naltrexon, en dag FDA-godkjente medisiner for alkoholavhengighet, hell reduserer alkoholselvadministrasjon og motivasjon til å konsumere alkohol av Wistar rotter trent med denne protokollen. Dette resultat …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbeidet ble støttet av den svenske Forskningsrådet.
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).
