En metod för att utvärdera de förstärkande egenskaper av etanol i råttor utan vattenbrist, Sackarin Fading eller utökad tillgång Training
Summary
Detta protokoll beskriver en ny och effektiv metod för att snabbt initiera operant svarar för etanol i råttor, i motsats till standardmetoder, inte kräver vatten deprivation eller sackarin / sackaros bleknar att initiera svara.
Abstract
Operant orala självadministreringsmetoder används vanligen för att studera de förstärkande egenskaperna hos etanol i djur. De standardmetoder kräver sackarin / sackaros blekning, vattenbrist och / eller förlängd utbildning för att initiera operant svara på råttor. Detta dokument beskriver en ny och effektiv metod för att snabbt initiera operant svarar för etanol som är bekvämt för praktiker och kräver inte vatten förlust eller sackarin / sackaros blekning, vilket eliminerar potentiella FÖRVÄXLA att använda sötningsmedel i etanol operanta självadministrationsstudier. Med denna metod, Wistarråttor förvärva typiskt och bibehålla självadministrering av en 20% etanollösning i mindre än två veckors utbildning. Dessutom är blodetanolkoncentrationer och belöningar positivt korrelerade för en 30 min självadministrering session. Dessutom naltrexon, en FDA-godkända läkemedel för alkoholberoende som har visat sig undertrycka etanolsjälvadministrationhos gnagare, dosberoende minskar alkoholintag och motivation att konsumera alkohol för råttor själv administrerar 20% etanol, vilket validerar användningen av denna nya metod för att studera de förstärkande egenskaperna hos alkohol hos råttor.
Introduction
Utvecklingen av djurmodeller för att studera de förstärkande effekterna av läkemedel har visat sig vara ett viktigt verktyg för att studera människans narkotikamissbruk. Mer specifikt är operant självadministrering en allmänt använd beteende modell som är en av de mest effektiva sätten för att bedöma de positiva förstärkande effekterna av en oralt konsumeras etanollösning. En tidig problem med att utveckla en sådan modell var den primära obehaglig smak av höga koncentrationer av etanol för de flesta gnagare, ett fenomen som även delas i människor med liten eller ingen erfarenhet av alkohol 1. Ett standardprotokoll för att övervinna denna barriär kräver vattenbrist och / eller sackarin eller sackaros blekning i inköp och underhåll av självadministrering. Dessa två tillvägagångssätt är inte fördelaktiga. De kräver långa perioder av utbildning för att helt enkelt initiera svara för etanol och få en relativ framgång för förvärvet. Användningen av sötningsmedel införs också en potentiell bias itolkningen av självadministrering data. Dessa begränsningar gäller inte följande protokoll.
I korthet, Samson och kollegor 2 har visat att lösa etanol i en söt lösning av 20% sackaros och sedan bleknar ut sötman över 4 veckors utbildning som krävs för att initiera svarar för 10% etanol i vatten. Vidare är tillförlitlig etanol intag uppnås vanligen i 6 till 8 veckor 1-3. Detta tillvägagångssätt är mycket problematiskt. För det första krävs det längre perioder av träning innan utredare kan börja mäta etanolsjälvadministration. Däremot kräver intravenös självadministrering av kokain eller heroin 0 – 1 dagar före drogutbildning på en livsmedels leverera spaken i livsmedels begränsad djur och stabil svara för drog uppnås ofta i 10 – 12 dagar 4,5. En annan begränsning med denna metod är det faktum att sackarin och sackaros är mycket givande till råttor och framkallar hjärnaktiveringsmönster similar till droger, alltså införa möjligheter till blandar ihop i etanol egen administration studerar 6-9. Slutligen, råttor förvärvar självadministrering av en etanollösning med den här metoden visar variationen i förvärv och svarsfrekvensen 1,10, med en betydande andel av råttor genomgående uteslutna från experiment på grund av misslyckade förvärv och / eller otillräcklig svarsfrekvens.
Däremot med detta protokoll presenterar vi en enkel men effektiv metod för förvärv och underhåll av oral självadministrering av en 20% etanol i vattenlösning som inte kräver vatten förlust, sackaros / sackarin blekning eller utökad tillgång utbildning. En nyligen genomförd undersökning visade att självadministrering för oral etanol visar en inverterad U-formad dos-responskurva med högsta etanolintag under självadministrering vid en etanolkoncentration 20%, vilket ger en logisk grund för att välja 20% etanollösning i vår experimental konstruktion 11.
Protocol
Representative Results
Discussion
Med detta protokoll presenterar vi en ny metod för att förvärva och bibehålla en stabil oral självadministrering av 20% etanol i råttor, i motsats till klassiska modeller etanol självadministration, inte kräver användning av vattenbrist, utökad tillgång utbildning, eller sackarin / sackaros fading 12. Dessutom naltrexon, en för närvarande FDA-godkända läkemedel för alkoholberoende, minskar framgångsrikt alkohol egenadministration och motivation att konsumera alkohol av Wistar råttor tränade…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete stöddes av svenska Vetenskapsrådet.
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).
