Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Neuroscience
Click here for the English version

Neuroscience

بروتوكول لقياس مفاعليه جديلة في نموذج الفئران من اضطراب استخدام الكوكايين

Published: June 18, 2018 doi: 10.3791/55864
Automatic Translation
*1,2,3, *1,4,5, 1,6, 1,6, 1,6, 1,6, 1,3,4
1Center for Addiction Research, University of Texas Medical Branch, 2Institute for Translational Sciences, University of Texas Medical Branch, 3Mitchell Center for Neurodegenerative Diseases, University of Texas Medical Branch, 4Department of Neurology, University of Texas Medical Branch, 5Department of Pathology, University of Texas Medical Branch, 6Department of Pharmacology and Toxicology, University of Texas Medical Branch
* These authors contributed equally

Summary

هو تصور مفاعليه جديلة كالحساسية لمنبهات مرتبطة بخبرات تعاطي المخدرات التي تسهم في حنين والانتكاس في البشر ممتنعين. وعلى غرار مفاعليه جديلة في الفئران بقياس الاتجاه أتينشونال تجاه الرموز المرتبطة بالمخدرات التي ينتج عنها سلوك نهج مشهي في اختبار مفاعليه جديلة بعد الإدارة الذاتية وأجبر الامتناع عن ممارسة الجنس.

Abstract

اضطراب استخدام الكوكايين (المعارض) يتبع مسار الإدارة الذاتية المتكررة خلالها سابقا المحفزات محايدة الحصول على قيمة الحوافز. جديلة مفاعليه، الحساسية للرموز التي كانت مرتبطة في السابق بتجربة تعاطي المخدرات، يلعب دوراً بارزا في شغف البشرية خلال الامتناع عن ممارسة الجنس. ويمكن تقييم مفاعليه جديلة كاتجاه أتينشونال تجاه الرموز المرتبطة بالمخدرات التي قابلة للقياس كسلوك نهج مشهي في الدراسات الإكلينيكية والبشرية على السواء. وهنا يصف تقييما مفاعليه جديلة في الفئران مدربين على سيلفادمينيستير الكوكايين. يتم إقران الكوكايين الإدارة الذاتية مع عرض الرموز المنفصلة التي تتصرف ك reinforcers مكيفة (أي، ضوء البيت، الضوء المحفز، ضخ ضخ أصوات). وبعد فترة من الامتناع عن ممارسة الجنس، يتم قياس المطابع رافعة في سياق الإدارة الذاتية الكوكايين مصحوبة بالعظة منفصلة سابقا المقترنة مع حقن الكوكايين كجديلة مفاعليه. هذا النموذج مفيد لاستكشاف الآليات العصبية الحيوية الكامنة وراء عمليات تفاعلية جديلة، وكذلك فيما يتعلق بتقييم فارماكوثيرابيس لقمع مفاعليه جديلة وتعديل ذلك الضعف الانتكاس. وتشمل مزايا نموذج أهميتها متعدية الجنسيات، والوجه وفاليديتيس التنبؤية. القيد الرئيسي للنموذج هو أن المهمة مفاعليه جديلة يمكن أن يؤديها إلا نادراً، ويجب أن لا تستعمل إلا في مدة قصيرة (على سبيل المثال.، 1 ساعة)، خلاف ذلك سوف تبدأ الفئران لإخماد الاقتران من منبهات منفصلة مع حافز الكوكايين. ويعتبر هذا النموذج قابلة للتمديد إلى أي حافز إيجابي يعزز يقترن منبهات منفصلة؛ رغم أن ذلك ينطبق خصوصا على لتعاطي المخدرات، هذا النموذج قد عقد التطبيقات المستقبلية في مجالات مثل السمنة، حيث يمكن أن تعمل المكافآت استساغة الغذاء إيجابيا يعزز المحفزات.

Introduction

اضطراب استخدام الكوكايين (المعارض) يتبع مسار الإدارة الذاتية المتكررة خلالها سابقا المحفزات محايدة الحصول على الحوافز القيمة1. مفاعليه جديلة الحساسية للرموز التي كانت مرتبطة في السابق بتجربة تعاطي المخدرات، وأنه يلعب دوراً بارزا في شغف البشرية2،3،،من45. خطر الانتقال إلى ائتلاف الوحدة والديمقراطية، فضلا عن الانتكاس خلال الامتناع عن ممارسة الجنس، ويعتقد أن تكون أعلى بالنسبة للأفراد الذين يعبرون عن حساسية عالية للرموز المرتبطة بالمخدرات6،7. سياقات البيئية (مثل، الناس، المباني، وأنواع الموسيقى) والمحفزات المنفصلة المرتبطة بالمخدرات (مثلاً، أدواتها) أصبح مرتبطاً بمكافأة الكوكايين؛ التعرض لهذه الإشارات يمكن أن تؤدي التغيرات في فيزيولوجيا الطرفية (مثلاً، معدل ضربات القلب ودرجة حرارة الجلد ومقاومة الجلد) واللدونه الدماغ، والدماغ الاتصال الفنية2،8،9 ،10. وبعبارة أخرى، التعرض للرموز المرتبطة بالكوكايين ينشط الدوائر كورتيكوسترياتال الحوفي لاستحضار مكيفة الاستجابات الفسيولوجية والذاتية التي تدفع مشهي النهج (البحث عن المخدرات) السلوك11،12 13، ،،من1415.

مفاعليه جديلة تقاس بالمخ الوظيفية التصوير التحليلات التنبؤية للضعف الانتكاس في الموضوعات مع ائتلاف الوحدة والديمقراطية16. جديلة مفاعليه القياسات في نماذج القوارض بمثابة مقياس مركب لخطر الانتكاس ويمكن استغلالها للدراسات متعدية الجنسيات. وهكذا، العلاج الصيدلاني أن النقصان مفاعليه جديلة في القوارض قد تكون رحلت كعلاج لمنع انتكاس في التجارب السريرية البشرية. نماذج الإكلينيكية مع الجدارة اللازمة متعدية الجنسيات وصحة التنبؤية بأهمية خاصة حيث لا يوجد حاليا لا فارماكوثيرابيس التي وافقت عليها إدارة الأغذية والعقاقير لائتلاف الوحدة والديمقراطية17.

إجراءات الإدارة الذاتية القوارض هو معيار الذهب، عمليات متعدية نموذج مع صلاحية التنبؤية ل تعاطي المخدرات البشرية18 وذات أهمية حاسمة لفهم الجزيئية والفيزيولوجية المعارض الأساسي. نتائج التسليم استجابة-مستقلة من الكوكايين في الآثار السلوكية والجزيئية والكيميائية العصبية متميزة بالنسبة إلى الاستجابة-تعتمد الكوكايين التعرض؛ على سبيل المثال-، يستحضر التسليم الكوكايين استجابة-مستقلة أعلى بكثير من معدل وفيات19. وعلاوة على ذلك، عواقب الكيميائية العصبية للامتناع عن الرد-تعتمد الكوكايين الإدارة الذاتية متميزة عن تلك الناجمة عن الامتناع عن استجابة-المستقلة الكوكايين تسليم20، 21. وهكذا، نماذج ائتلاف الوحدة والديمقراطية استناداً إلى استجابة-يتوقف تسليم الكوكايين نماذج متعدية متفوقة عند تقدير مفاعليه جديلة والآليات المرتبطة بها للعمل.

في البروتوكول المبينة أدناه، يتم تسليم الكوكايين عن طريق الوريد من خلال قسطرة داخل jugular نائحين. ومع ذلك، وضعت أساليب بديلة المخدرات عبر الطرق عن طريق الفم واستنشاق سيلفادمينيستير. الأهم من ذلك، القوارض مراقبة تسليم المخدرات، البشر مماثلة، من خلال الردود استثابي. ولذلك، هناك ارتفاع التوافق بين المخدرات تديرها الذاتي القوارض والبشر22. وتوظف العقاقير السريري الإدارة الذاتية الإجراء أدناه رافعة الضغط، معززة بتسليم المخدرات، لتحفيز استجابة معدلات أعلى من التحكم بالسيارة. سلوك البحث عن المخدرات يتم تدريبهم من قبل الأقران العظة أصلاً "محايدة" (مثلاً، ضوء حافز أو لهجة والبيئة السياقية في الكوكايين الذي يحدث الإدارة الذاتية) مع حقن الكوكايين؛ تصبح هذه الرموز reinforcers مكيفة (للاستعراض: كننغهام & أناستاسيو، 201423). اللاحقة التعرض للرموز المرتبطة بالكوكايين يؤدي سلوك البحث عن المخدرات في القوارض (أيمحاولات لتسليم الكوكايين عن طريق الضغط على رافعة نشط سابقا)، فضلا عن حنين والانتكاس في المعارض المواضيع24، 25 , 26 , 27.

عادة، تستخدم الدراسات الإكلينيكية القوارض من سلوك البحث عن المخدرات عقب الإدارة الذاتية الكوكايين الانقراض إعادة التدريب و/أو المخدرات تجري في إطار البيئة المرتبطة بالمخدرات28،29، 30 , 31 , 32-يضغط على ذراع نشطة مسبقاً، في حال عدم تسليم المخدرات و/أو جديلة، تشكل عادة مقياس لإعادته إلى وظيفته بعد انقراض33،،من3435. على العكس من ذلك، هو سلوك البحث عن المخدرات مفاعليه جديلة الامتناع القسري التالية المقررة دون انقراض السابقة تدريب28،36،37،،من3839 .

مقاييس النتائج والمتغيرات التجريبية قد اختيرت بعناية والتحقق من صحتها لتشريح الجوانب المختلفة لعلم الأعصاب لسلوك البحث عن المخدرات والشبيهة بالانتكاس، وأنها راسخة أن نيوروادابتيشنز تختلف بين النماذج مع و دون انقراض تدريب 40،41،،من4243. وعلاوة على ذلك، من منظور متعدية الجنسيات، التدريب انقراض القوارض لا ينعكس في إعدادات السريرية لائتلاف الوحدة والديمقراطية منذ العظة المتصلة بالمخدرات تشمل الدول المزاج والأماكن والأشخاص44؛ مزيج فريد من هذه الرموز من المحتمل غير متوفرة في بيئة سريرية45،،من4647. وهكذا، يعمل الطراز القوارض الموضحة هنا كمواز أفضل لحالة الإنسان من العديد من النماذج المتاحة حاليا.

فيما يلي وصف لتدريب إدارة الذاتية الكوكايين تم التحقق من صحتها، والامتناع عن ممارسة الجنس القسري ومفاعليه جديلة اختبار البروتوكول للفئران. بإيجاز، هي مزروع الفئران بالقسطرة داخل جوجولار، تدريب على سيلفادمينيستير الكوكايين أو المحلول الملحي عن طريق رافعة 'النشط' الصحافة، واستلام الحافز الكوكايين أو المحلول الملحي الذي يقترن المنفصلة منبهات الصوت والضوء التي تكون بمثابة reinforcers مكيفة. وبعد 14 يوما من الكوكايين من الإدارة الذاتية، تتعرض الفئران لمدة 30 يوما للامتناع عن ممارسة الجنس القسري واختبار مفاعليه لاحقة 60 دقيقة جديلة في ذراع الذي يقاس الضغط. الاختبار مفاعليه جديلة مقياس مركب للكوكايين الانتكاس الضعف في البشر.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

جميع التلاعبات الحيوان تنفذ وفقا دليل لرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية (2011)، ومع موافقة من لجنة الاستخدام ورعاية الحيوان المؤسسية.

1-الحيوانات

  1. تأقلم الفئران "سبراغ داولي" الذكور حوالي 8-9 أسابيع من العمر (250-260 ز) لمدة سبعة أيام على الأقل في غرفة مستعمرة للحفاظ على رطوبة 21-23 درجة مئوية و 45-50% في دائرة ضوء الظلام ح 12 (أضواء على ح 06:00-18:00).
  2. بيت الفئران اثنين قفص والتعامل معها يوميا طوال فترة الدراسة. توفير الغذاء والمياه libitum الإعلانية في قفص المنزل طوال جميع مراحل الدراسة.
    ملاحظة: التقييد الغذائي يزيد من البروز ل مكافأة الكوكايين48، يقوي التي تعالج النشاط الحركي التي يسببها الكوكايين49، ويعمل كالضغوطات أجل إعادة50 وهكذا يجوز أيضا أثر جديلة مفاعليه.
  3. تعيين عشوائياً الفئران للمياه المالحة أو الكوكايين مجموعات العلاج.

2-جراحة

  1. مكان الفئران تحت التخدير باستخدام كوكتيل المحتوية على 8.6 ملليغرام/كغم من إكسيلازيني و 1.5 ملليغرام/كغم من acepromazine 43 ملليغرام/كغم من الكيتامين معلقة في المحلول الملحي والاريثروسين. وتؤكد أن الفئران يتم تخديره بما فيه الكفاية معسر في إصبع القدم ورصد ردود الفعل الحركية والتنفس. تطبيق مرهم العيون مباشرة إلى العيون لمنع جفاف العين.
    ملاحظة: إذا لم تكن الفئران تخديره بما فيه الكفاية سوف يحمل استجابة محرك لقرصة أخمص القدمين، ومعدل التنفس للفئران قد تزيد بسرعة.
    1. باستخدام تقنية معقمة بينما الفأر تحت التخدير، زرع قسطرة الوريدية في الوريد متصلاً بجبل مرة أخرى مع قنية. بعد زرع جراحية، السماح للفئران لاسترداد لمدة 5-7 أيام 28،،من3637،51.
      ملاحظة: يؤدي المسار عن طريق الحقن الوريدي للكوكايين الإدارة الذاتية في البشر الزيادات السريعة في الدماغ الكوكايين مستويات52،53. وهكذا، في أحد به المتغيرات السريرية الأكثر شيوعاً، يتم تدريب الفئران سيلفادمينيستير الكوكايين عن طريق قسطرة داخل jugular.
  2. الحفاظ على سالكيه القسطرة مع الإحمرار يوميا باستخدام حل 0.1 مل من والاريثروسين المالحة التي تحتوي على الهيبارين الصوديوم (10 U/mL)، الستربتوكيناز (0.67 mg/mL)، وثنائي ticarcillin (66.67 مغ/مل). تبدأ القسطرة بيغ اليوم بعد الجراحة ويستمر كل يوم بعد دورات الإدارة الذاتية.
    1. ملء المحاقن مع الحل والاتصال على جبل الظهر المحاقن عبر أنابيب البولي إثيلين بمسح.
    2. التحقق من وظيفة القسطرة المناسبة بشكل دوري طوال التجربة بالإدارة عن طريق الحقن الوريدي 10 مغ/كغ من ميثوهيكسيتال الصوديوم.
      ملاحظة: هذا جرعة كافية لتخدير الحيوان فقط عندما تدار عن طريق الوريد بإيجاز.

3-الإدارة الذاتية

  1. استخدام البرمجيات برمجة لتوليد 4 برامج منفصلة كما هو موضح أدناه.
    1. رمز اثنين برامج للإدارة الذاتية على نسبة ثابتة (FR) 1 الجدول الزمني، أي.، حيث ضغط رافعة نشط واحد يؤدي إلى ضخ واحدة. برنامج #1، رمز الذراع الأيسر كذراع النشطة؛ برنامج #2، رمز ذراع الحق كذراع النشطة. بناء كلا البرنامجين 180-دقيقة في الطول، وتقديم حافز الكوكايين وجديلة منفصلة معقدة على النحو التالي:
      1. وقد واحد رافعة النشط اضغط السبب الإضاءة المتزامنة على ضوء البيت وعلى ضوء التحفيز أعلاه ذراع النشطة.
      2. بعد تأخير دام 1-s، وقد ضخ المضخة تسليم 0.1 مل من محلول عبر 6-s.
      3. يكون الحافز الخفيفة إيقاف بعد 7-s (يخمد في نفس الوقت كمضخة التسريب).
      4. أن مجلس النواب الضوء إيقاف بعد 27-s، مع الماضي 20-s تشير إلى فترة مهلة خلالها المطابع رافعة النشطة لا عواقب المجدولة، ولكن هذه لا تزال تسجل.
      5. لإخراج البيانات، جمع دفعات ومكابس رافعة النشطة ومكابس رافعة غير نشطة والكمون لأول رافعة النشطة الصحافة.
    2. رمز جدولة برامج أكثر اثنين للإدارة الذاتية في FR5، أي.، حيث خمسة رافعة النتيجة المطابع في ضخ واحدة. مرة أخرى، جعل برنامج واحد مع رافعة نشطة كيسار، وبرنامج واحد مع رافعة نشطة كحق. جعل كل البرامج 180-دقيقة في الطول، وتسليم نحوّله وجديلة منفصلة معقدة على النحو التالي:
      1. وقد خمس رافعة النشطة المطابع قضية الإضاءة المتزامنة على ضوء البيت وحافز الضوء أعلاه ذراع النشطة.
      2. كرر الخطوات 3.1.1.2 عن طريق 3.1.1.5.
  2. التدريب في مجال الإدارة الذاتية
    1. إعداد الحل الكوكايين يوميا معقم 0.9% كلوريد الصوديوم لجرعة 0.75 مل mg/kg/0.1.
      ملاحظة: خلال مدة كل دورة الإدارة الذاتية 180 دقيقة، الفئران إدارة حوالي 4-5 في مل من محلول الكوكايين، ومن ثم للإعداد الزائدة، توقع حوالي 8 مل/فأر يوميا.
    2. ملء المحاقن القسطرة (10 مل) مع 8 مل على الأقل من الكوكايين أو المحلول الملحي. بعد التأكد من أن الحل الكوكايين/المالحة المتدفقة، إدراج الحقن مضخة التسريب وتوصيل أنابيب البولي إثيلين المغطى مقود ربيع معدنية في بداية كل دورة الإدارة الذاتية. عناية ضبط المحاقن في كل مضخة ضخ موزعة في أنابيب البولي إثيلين قبل إرفاق كل قسطرة أن الحل هو بالتساوي وأكملت.
    3. مكان الفئران في كل منها تكييف هواء فعال القياسية الدوائر يسكنون في مقصورات التهوية، والتخفيف من حدة الصوت مع المشجعين. استمرار وضع كل الفئران في نفس الدائرة استثابي، وتبقى رافعة النشطة على نفس الجانب طوال جميع التجارب. موازنة تعيين فئران بين دعامتين اليسار واليمين النشطة.
      ملاحظة: كل غرفة مجهزة بوعاء بيليه الذي كان يتوسط اثنين قابل الاستجابة دعامتين، ضوء حافز أعلاه كل رافعة استجابة، وعلى ضوء بيت مقابل دعامتين. ترتبط المحاقن الكوكايين/المالحة ز 23 إبرة (قدم لتجنب دس الأنابيب) يعلق على أنابيب البولي إثيلين المغطى داخل مقود ربيع معدني الذي يربط بالقسطرة كل الفئران ويدار على قطب سائل. يتم وضع المحاقن في مضخات التسريب الموقع المجاور حجرة.
    4. اضغط الفئران القطار إلى رافعة لدفعات الكوكايين (0.75 mg/kg/0.1 مل ضخ) أو إنشاء دفعات المالحة (0.1 mL) خلال جلسات 180 دقيقة يوميا باستخدام أساليب28،36،،من3751.
      ملاحظة: يتم تنفيذ هذا التدريب ببساطة عن طريق وضع الفئران في قاعة استثابي والسماح لها بذراع الصحافة؛ سيؤدي إلى الضغط على ذراع نشطة في تلقي الرمز المنفصلة المعقدة وحقن الكوكايين، حين الضغط على رافعة الخاملة يتحمل أي تبعات المجدولة.
      1. الإكمالات الجدول الزمني على النتيجة رافعة النشطة في التسليم من الكوكايين أو التسريب المالحة على مدى فترة 6-s إقران في نفس الوقت مع إضاءة الضوء البيت وتحفيز الضوء أعلاه ذراع النشطة والتنشيط مضخة التسريب (وهذا هو منفصلة جديلة مجمع يقترن تقديم الكوكايين)؛ إنتاج المطابع رافعة غير نشطة أي عواقب المجدولة. وعقب تسليم نحوّله (الكوكايين)، هي إبطال الضوء المحفز، فضلا عن مضخة التسريب؛ ضوء البيت يبقى على 20-s إضافية للإشارة إلى فترة مهلة خلالها المطابع رافعة عواقب لا المجدولة.
        ملاحظة: يتم العثور على وصف لكيفية إعداد هذا في الخطوات 3.1.1.1-3.1.1.4
    5. عند انتهاء الدورة 180 دقيقة، إزالة كل فأر من دائرتها تكييف هواء فعال وتدفق القسطرة (الخطوة 2، 2). بعناية قم بتنظيف الدوائر بين الدورات، ومحو كل السطح بمحلول إيثانول 70%.
      ملاحظة: قد يكون من الصعب إزالة من الدائرة الفئران التي تحصل على الكوكايين خلال دورة الإدارة الذاتية ومن المرجح أن تكون عدوانية. استخدام الاقتراحات بطيئة، متأنية لقطع كل الفئران حبل.
    6. تدريب الفئران على جدول زمني FR1 التعزيز والتقدم بجدول FR5 بعد تحقيق معيار سبع دفعات/ساعة بأقل من 10% التغير في إجمالي عدد دفعات كل دورة لمدة ثلاثة أيام متتالية. مواصلة دورات الإدارة الذاتية حتى الفئران قد وصلت إلى ما مجموعة 14 يوما للتدريب في مجال الإدارة الذاتية.
      ملاحظة: هذا هو البديل واحد من التعلم استثابي؛ يفضل بعض البروتوكولات الفئران تبقى في FR1 خلال التجربة بأكملها. لا تؤثر التغييرات في الجدول نسبة ثابتة من FR1 إلى FR5 العدد من دفعات حيوان سيلفادمينيستيرس،من5455. ومع ذلك، زيادة نسبة ثابتة لحجم يساعد على ضمان الاستقرار للاستجابة في الفئران، وقد تزيد من البروز ل مكافأة56. بالإضافة إلى ذلك، إذا كان المطلوب هو علاج خلال الامتناع عن ممارسة الجنس القسري، الفئران يجب أن تكون الزائفة عشوائياً إلى مجموعات العلاج بناء على تحقيق الاستقرار (أقل من تقلب 10% في إجمالي عدد دفعات كل دورة لمدة 3 أيام على التوالي) في جدول FR5. بالإضافة إلى ذلك، الفئران المالحة سوف لا التقدم من FR1 إلى FR5، كما البروز من المحلول الملحي ليس كافياً لتحقيق الاستقرار المطلوب للتقدم من FR1 إلى FR5.

4-الإكراه الامتناع عن ممارسة الجنس

  1. وضع الفئران في الامتناع عن ممارسة الجنس القسري لمدة 30 يوما؛ فلا توفر الفئران مع فرصة سيلفادمينيستير الكوكايين أو المحلول الملحي لمدة 30 يوما. الأهم من ذلك، خلال هذه الفترة لا يعود الفئران إلى الدوائر استثابي (السياق السابق للإدارة الذاتية). ومع ذلك، إزالة الفئران من أقفاص منزلية للتعامل اليومي ووزنها، كتدبير من تدابير الصحة العامة.
    ملاحظة: يمكن تغيير مدة الامتناع عن ممارسة الجنس القسري، ولكن من المهم أن تختار مدة غير كافية لتجنب آثار السقف والطابق. وتشمل العوامل أن ندرك عند اختيار فترة الامتناع عن ممارسة الجنس القسري سلالة القوارض والعمر وطول دورة الإدارة الذاتية ومدة، والمخدرات، ومدة الجرعة وحقن المخدرات وجنس الحيوان.

5-الكوكايين جديلة مفاعليه

  1. رمز برنامجين للمهمة مفاعليه جديلة في جدول FR1؛ برنامج واحد مع رافعة الأيسر كذراع النشطة، وواحدة مع رافعة الحق كذراع النشطة. بناء كل برنامج لجمع رافعة ضغط البيانات على 60 دقيقة وتقديم جديلة منفصلة معقدة كما هو موضح أدناه.
    1. كرر الخطوات 3.1.1.1-3.1.1.4
    2. لإخراج البيانات، جمع العروض جديلة (المعروف سابقا بالحقن) ومكابس رافعة نشطة مسبقاً والمطابع رافعة غير نشطة والكمون لأول رافعة الصحافة.
  2. الكوكايين جديلة مفاعليه اختبار الدورة
    1. تقييم مفاعليه جديلة في يوم 30 من الامتناع عن ممارسة الجنس القسري في جلسة اختبار استثابي 60 دقيقة. إرباك أوقات البدء من الفئران لتسهيل سرعة قطع الرأس والدماغ الحصاد. الأهم من ذلك، لاختبار مفاعليه جديلة، لا تضع المحاقن في مضخة التسريب حيث أن صوت مضخة التسريب بمثابة جديلة سمعية ولكن يتم تسليم لا تعزيزات الكوكايين.
      ملاحظة: يمكن تقدير مفاعليه جديلة الأيام عدا يوم 30 من الامتناع عن ممارسة الجنس القسري، غير أن الاستجابة لمنبهات إقران الكوكايين يختلف على مر الوقت34 ينبغي أن يوضع في الاعتبار عند اختيار تاريخ لاختبار مفاعليه جديلة.
    2. ضع كل الفئران في قاعة الإدارة الذاتية التي تم تدريبهم وحبل إلى به قنية خلال دورات الإدارة الذاتية اليومية. يضغط على ذراع التي سبق تسليمها الكوكايين أو المالحة الآن تعززه فقط تسليم المجمع جديلة منفصلة (أي. وهي مضيئة في ضوء الحوافز والبيت، ويتم تنشيط مضخة التسريب) على جدول زمني FR1 (أي، واحد يرد المجمع جديلة منفصلة كل صحفي رافعة النشطة)؛ عد العروض جديلة ومكابس رافعة نشط سابقا خلال دورة 60 دقيقة واحدة، وسجل أيضا عدد المطابع رافعة غير نشط. ومع ذلك، كما هو الحال مع الإدارة الذاتية، إنتاج المطابع رافعة غير نشط أي عواقب المجدولة.
      ملاحظة: خيار تحكم إضافية لتسجيل المطابع رافعة سابقا النشطة وغير النشطة في غياب النتائج المجدولة (أي.، لا نحوّله معقدة جديلة منفصلة).
    3. عند انتهاء مفاعليه جديلة اختبار الدورة، فورا euthanize الفئران لالتقاط البيوكيميائية آثار التعرض لغرفة تكييف هواء فعال وجديلة المنفصلة المعقدة.

6-جمع البيانات وتنظيم وتحليل

  1. تقسيم البيانات إلى ثلاث فئات التقليدية: الصحة العامة، والإدارة الذاتية، ومفاعليه جديلة.
    1. رصد الصحة العامة (على سبيل المثال.، والحيوان الوزن، شرط الفراء) طوال هذه التجربة، وتوفر الحيوانات مع الطب البيطري الرعاية، إذا لزم الأمر، أو إزالتها من الدراسة إذا الملحة رافعة يظهر تأثرا بالصحة.
    2. جمع البيانات من الإدارة الذاتية خلال 14 يوما الإدارة الذاتية. استخدام مزاوج، ثنائي الطرف اختبار t لتحديد الاختلافات الإحصائية بين الكوكايين ومجموعات المالحة الإدارة الذاتية لإجمالي عدد دفعات ومكابس رافعة النشطة ومكابس رافعة غير نشطة والكمون لأول رافعة النشطة الصحافة.
      ملاحظة: بيانات يجب أن يتم تحليلها من قبل الإدارة الذاتية أجبرت الامتناع عن ممارسة الجنس إذا كان أحد يرغب في دراسة أثر العلاج خلال الامتناع عن ممارسة الجنس القسري في مفاعليه جديلة (حيث أن المجموعات يمكن أن يكون متوسط عدد متساو من الحقن، فضلا عن النشطة وغير النشطة رافعة المطابع). إذا تم اختيار تصميم اثنين اثنين (الكوكايين ± العلاج، العلاج ± المالحة)، ينبغي استخدام ANOVA ثنائي الاتجاه مع تحليل بعد المخصصة المناسبة لتحليل هذه البيانات.
    3. جديلة لجمع وتحليل للعدد الإجمالي للعروض التقديمية جديلة والمطابع رافعة نشطة مسبقاً والمطابع رافعة غير نشطة والكمون لأول رافعة الصحافة بيانات تفاعلية. أيضا تحليل هذه البيانات مع اختبار t مزاوج، ثنائي الطرف لتحديد الاختلافات بين الحيوانات الذاتي إدارة الكوكايين وتلك الذاتية إدارة المياه المالحة.
      ملاحظة: مرة أخرى، إذا تم اختيار تصميم اثنين اثنين (الكوكايين ± العلاج، العلاج ± المالحة)، ANOVA ثنائي الاتجاه مع تحليل بعد المخصص المناسب يجب استخدام لتحليل هذه البيانات.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

وتظهر نتائج تجربة الإدارة الذاتية والامتناع عن ممارسة الجنس الكوكايين تليها اختبار مفاعليه جديلة من دراسة منشورة سابقا57 في الشكل 1. ويرد في الشكل 1Aدراسة الجدول الزمني.

الفئران على حدة الانتقال من FR1 إلى FR5 كما أنها تفي بالمعايير. كما عائدات تكييف هواء فعال في فريق إدارة الكوكايين، الفئران زيادة عدد دفعات تدريجيا حتى تصل إلى هضبة (الشكل 1B). يضغط رافعة غير نشط لا تزال منخفضة دائماً في كلا من مجموعات إدارة الكوكايين وإدارة المياه المالحة؛ الاختلافات في المطابع رافعة غير نشط اقتراح تغييرات في الدافع أو الصحة. المالحة الإدارة الذاتية بمثابة عنصر تحكم في ذلك هو لا يعزز المالحة؛ وبالتالي، عدم التصعيد المطابع رافعة ودفعات من يوم 1 إلى يوم 14 (ليس في الصورة). إذا ضغط رافعة النشطة في تراجع فريق إدارة الكوكايين بين يوم 1 ويوم 14، القسطرة فقد يرجح أن سالكيه (كما يتضح من الطريقة الموضحة في الخطوة 2.2.2)، ويجب إزالة هذه الحيوانات من الدراسة. كما ينبغي إزالة الحيوانات التي هي القيم المتطرفة الإحصائية (المحسوبة باستخدام اختبار Q ديكسون) من الدراسة.

جمعت العديد من مقاييس المخرجات من الاختبار مفاعليه جديلة الكوكايين. على سبيل المثال، يصور الشكل 1 عدد المطابع ذراع في ذراع نشطة مسبقاً. يجب ضغط الفئران التي كانت إدارتها الذاتية الكوكايين رافعة نشطة مسبقاً أكثر بكثير من الفئران التي إدارتها الذاتية المالحة. وإذا كان علاج فعالاً في التخفيف من الكوكايين جديلة مفاعليه، ينبغي أن يكون هناك انخفاض كبير في عدد المطابع رافعة نشطة مسبقاً في الفئران التي تلقت العلاج مقارنة بالفئران التي تلقت الكوكايين والكوكايين مركبة (ليس في الصورة).

وتشمل قياسات أخرى زمن الوصول إلى أول رافعة الصحافة (الشكل 1)، عدد من المطابع رافعة غير نشطة، وعدد من العروض جديلة. ويمكن ملاحظة التغيرات في زمن الوصول إلى أول رافعة الصحافة؛ قد توحي زيادة كمون لأول رافعة الصحافة أن الحيوان مريض جسديا أو أن هناك انخفاض الدافع للكوكايين. المناسب ضوابط للسلوك الحركي، مثل المهام روتارود أو حقل مفتوح، ينبغي استخدامها للتفريق بين الأمراض الجسدية والتغيرات في الدافع.

على الرغم من أن المرء قد يفترض أن عدد جديلة العرض ينبغي أن تنعكس في عدد المطابع رافعة نشطة مسبقاً، هذا ليس غالباً الحالة. رافعة في كثير من الأحيان نشطة مسبقاً المطابع أكبر بكثير من العروض جديلة. غالباً ما تظهر الفئران بيرسيفيراتيفي نشطة مسبقاً رافعة إلحاحا خلال فترة المهلة، ظاهرياً ردا على فشل الحصول على الحافز الكوكايين المتوقعة.

Figure 1
رقم 1- الجدول الزمني التجريبي وممثل الإدارة الذاتية وجديلة مفاعليه النتائج. تم تعديل هذا الرقم من ميلر et al., 201657. (أ) الفترة الزمنية التجريبية كما هو موضح في المقاطع بروتوكول 3,4,5. المطابع رافعة النشطة اليومية متوسط (ب)، والمطابع رافعة غير نشط، ودفعات ± ووزارة شؤون المرأة للتدريب في مجال الإدارة الذاتية؛ وكانت دورات الإدارة الذاتية 180 دقيقة كل يوم لمدة 14 يوما على التوالي. تم تسليم الكوكايين في البداية على جدول زمني FR1 التعزيز حتى معيار الاجتماع، ثم عرض جدول FR5. (ج) متوسط رافعة يضغط على ± الصحافة رافعة نشط سابقا ووزارة شؤون المرأة لاختبار مفاعليه جديلة 60 دقيقة؛ مزاوج، ثنائي الطرف اختبار t يظهر فارق كبير بين الكوكايين والمالحة الذاتي إدارة الفئران (t(30) = 14.82، * * ف < 0.0001). اختبار الكمون (د) متوسط لأول رافعة الصحافة ± ووزارة شؤون المرأة مفاعليه جديلة 60 دقيقة؛ يظهر مزاوج، ثنائي الطرف اختبار t لا يوجد فرق كبير بين الكوكايين والمالحة الذاتي إدارة الفئران (t(29) = 0.2758، p = 0.7847). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

التعرض لمنبهات إقران المخدرات والتغيرات الفسيولوجية في الاستجابة لهذه العظة16 مقترنة بالانتكاس،11،16 والكوكايين جديلة مفاعليه الاختبار المستخدمة أعلاه طارئة يعرض الرموز المقترنة الكوكايين في نظراً لغياب المخدرات؛ وهكذا، يخدم سلوك البحث عن المخدرات في شكل المطابع رافعة نشطة مسبقاً كمقياس للضعف الانتكاس. البروتوكول مفاعليه جديلة الموضحة هنا هو وسيلة الإكلينيكية التي يمكن اختبارها الانتكاس--تعديل فارماكوثيرابيس، ويمكن أن يحقق العوامل الوراثية والبيئية التي تسهم في خطر الانتكاس. هذه هي مهمة استثابي سلوك البحث عن المخدرات الذي ينسجم مع العديد من الخصائص البشرية تعاطي المخدرات والانتكاس، والعديد من المنشورات قد الأمثل المعلمات الجرعة وتسليم المخدرات الرئيسية فضلا عن اعتماد الضوابط المناسبة إثبات صحة الوجه و الطاقة التنبؤية متعدية28،36،،من3739،51. هذا النموذج نشرت مؤخرا في دراسة بواسطة ميلر وآخرون. التحقيق في استخدام غاما ادعاءا المنشط مستقبلات بيروكسيسومي (مؤثر PPARγ فارماكوثيرابيوتيك للتخفيف من الكوكايين جديلة مفاعليه57. وبينت هذه الدراسة أن بيوغليتازون (مؤثر PPARγ) تناقص القدرة على الاستجابة لمنبهات إقران الكوكايين عقب أجبرت الامتناع من الكوكايين من الإدارة الذاتية. منذ بيوغليتازون وافقت عليها إدارة الأغذية والعقاقير، ميلر وآخرون. ودفعت الدراسة تجربة سريرية تجريبية اثنين-الذراع، مزدوجة التعمية، وتجارب معشاة، بالغفل دراسة فعالية أجونيسم PPARγ في قمع مفاعليه جديلة الكوكايين والاندفاع ومحفوفة بالمخاطر في عملية صنع القرار. الجدارة متعدية الجنسيات وصحة التنبؤية للنموذج القوارض تدعمه شميت وآخرون. منشور58 في هذه الدراسة التجريبية التي عرضت مواضيع الكوكايين-تعتمد على تعامل مع بيوغليتازون علاج × الوقت التفاعل لتقليل حنين المبلغ عنها ذاتيا الذي يقاس بمقياس حنين مادة موجزة ونطاق بث مرئي حنين58. وهكذا، يظهر بيوغليتازون الوعد كعلاج منع انتكاس لائتلاف الوحدة والديمقراطية، اتساقا مع ميلر وآخرون. البيانات الإكلينيكية.

يجمل هذا الجرذ الكوكايين جديلة مفاعليه الاختبار أثناء الامتناع عن ممارسة الإدارة الذاتية الكوكايين البشرية المزمنة مع قصيرة متقطعة (مثلاً، 21 ساعة) و (مثلاً 30 يوم) الامتناع عن ممارسة الجنس فترات طويلة، توفير القدرة على خلق التوازي مجموعات البيانات بين البشر ونماذج القوارض. ومع ذلك، يختلف هذا البروتوكول أكثر انتشارا الانقراض-إعادة النموذج الذي يقيس الوقت لتعاطي المخدرات-أو التماس عقب عملية انقراض و (عادة) الامتناع عن ممارسة الجنس فترة33،34،35 ،59. على الرغم من أن نموذج إعادة انقراض يحمل المصدوقية التنبؤية33، كما أنها قيود جديرة بالذكر. أولاً، عملية الانقراض العائدات مع إعادة تعريض المياه المالحة والكوكايين الذاتي إدارة المجموعات سياق الإدارة الذاتية في الغياب التعزيز المخدرات60 نادراً ما هو موجز لها في البشر منذ العظة المتصلة بالمخدرات تشمل الدول المزاج والأماكن والأشخاص44-الرموز التي لا يمكن نسخها بسهولة في إعداد سريرية45،،من4647. وثانيا، أثناء عملية إعادة الفئران يحمل مستويات منخفضة من الاستجابة خلق تأثير الكلمة التي يمنع قدرة المرء على الكشف عن آثار التدخلات الرامية إلى الحد من سلوك البحث عن المخدرات33– مسألة يتم حلها عن طريق إزالة الانقراض منذ انقراض التدريب يقلل من الاستجابة. وقد يقول البعض أن الدورة اختبار مفاعليه جديلة 60 دقيقة المذكورة أعلاه يمكن أن تكون جلسة انقراض. ومع ذلك، عدم تكرار حقيقة أن البروتوكول يشمل التعزيز غير المخدرات، الدورة اختبار، والفئران الحفاظ على الدافع للإدارة الذاتية اللاحقة بعد اختبار مفاعليه جديلة يشير إلى أن تصميم الاختبار هذا الحث على عدم انقراض 36.

مسألة إضافية ما إذا كان طول الإدارة الذاتية قصيرة نسبيا الدورة المستخدمة (180 دقيقة) كافية لتعزيز الإدارة الذاتية اللاحقة. ومع ذلك، يظهر الأدب أن هذا النظام يؤدي إلى استمرار نمط مستقر من الفئران الكوكايين الإدارة الذاتية37،39،51،،من5761، توفير أقل تقلب بين الحيوانات التي يسمح المجرب فرز المواضيع في مجموعات علاج مرحلة ما بعد الإدارة الذاتية، إذا رغبت في28،39،،من5157. بيد أنه ينبغي ملاحظة أن مدة قصيرة ودورة قصيرة الطول الداخلي لا الخص تماما الإدارة الذاتية البشرية، حيث عادة ظهور أنماط مثل الإفراط في مواضيع تعتمد على الكوكايين62. ومع ذلك، إذا سمح للإدارة الذاتية المستمرة في نماذج القوارض، هي معدلات وفيات عالية جداً63.

متغيرات إضافية للنظر في معدل الجرعة وحقن الكوكايين حيث تؤثر هذه التوعية استجابة مكافأة ذاتية. سرعات لضخ زيادة التوعية بآثار بعضا من الكوكايين، في حين خفض سرعات أبطأ من64. منذ منحنى الجرعة-الاعتماد للإدارة الذاتية الكوكايين بشكل U مقلوبة والجرعة يؤثر عدد دفعات كل ساعة55؛ يستخدم البروتوكول أعلاه جرعة الذي يقع قرب ذروة منحنى الاستجابة للجرعة في الوصول القصيرة الأجل والطويلة الأجل الوصول إلى إجراءات61 بغية الكشف عن تحولات في عدد الحقن. موازنة دعامتين من عنصر تحكم آخر هام لضمان أن الفئران لا تظهر الأفضلية لذراع واحد على الآخر.

نتائج تمثيلية الرقم 1 تظهر البيانات من الفئران الذكور، "سبراغ داولي". تاريخيا، تم تقييد هذه الدراسات على الفئران الذكور بسبب آثار الدورة الشبقية في الحصول على الكوكايين الإدارة الذاتية65 و66من الانقراض/إعادة. منذ الجنس كمتغير بيولوجية الآن مكلفة للدراسات الممولة من المعاهد الوطنية للصحة، أصبح من الحتمي رصد مرحلة استروس، واختبار للاختلافات بين الجنسين في مختلطة الجنس الدراسات، وعلى هذا النحو، يجب أن تعتبر القوة الإحصائية للمجموعات التجريبية جميع. على صعيد آخر، استخدام سلالة الجرذ أووتبريد، مثل "سبراغ داولي"، مفيد حيث أنه يوفر التنوع الوراثي أكثر قابلية للمقارنة للبشر – على الرغم من أن سلالات القوارض حتى أووتبريد قد لا الخص تماما الفكر والتأثيرات الوراثية المتنوعة أن تكمن وراء السلوكيات مثل الإدمان في البشر67. وأخيراً، سن التعرض الأولى الكوكايين هو أحد الاعتبارات هامة. بالنسبة للفئران، يوضح التعرض للكوكايين خلال نتائج مرحلة المراهقة في تفضيل مكان مكيفة التي تتطلب عددا أكبر من المحاكمات الانقراض لإخماد68، مما يوحي بأن الفئران المراهقين أكبر استمرار السعي إلى الكوكايين السلوك. وهكذا، ستغير التعرض قبل الولادة وفي وقت مبكر بعد الولادة الكوكايين المحتمل مفاعليه جديلة الكوكايين.

للانقراض ليس هدف مفاعليه جديلة اختبار، قيد واحد هو أنه لا يمكن تقييم المهمة أو بشكل متكرر على مدى فترات طويلة، وأﻻ سوف يسقط الحيوان الاقتران من نحوّله الكوكايين (الابتدائي) مع (مجمع جديلة منفصلة reinforcers مكيفة). وبالتالي، يجب توخي الحذر عند تصميم التجربة التأكد من عدم حدوث هذا الانقراض. ومع ذلك، ميزة لهذه المهمة أنه يمكن توضيح التغييرات البيوكيميائية الدقيقة الناجمة عن التعرض لمنبهات إقران الكوكايين باستخدام هذا الإجراء. القيد ثاني للمهمة أنه يعمل فقط ل reinforcers إيجابية، على الرغم من أن هذا حد مشترك للعديد من النماذج للمخدرات للاعتداء. تشمل الخطوات الحاسمة في البروتوكول صيانة القسطرة سالكيه (الخطوة 2-2)، الحصول على الإدارة الذاتية (الخطوة 3-2)، التوزيع المناسب للفئران إلى مجموعات العلاج، إذا رغبت في ذلك، التي تعادل إحصائيا للحقن وعدد رافعة المطابع (الخطوة 3.2.6)، والبرمجة في جميع أنحاء ضمان تقديم منبهات منفصلة ويقترن حافز الكوكايين أثناء التدريب في مجال الإدارة الذاتية والاختبار مفاعليه جديلة (الخطوات 3-1، 5، 1) البرمجيات المناسبة. كما مع نماذج أخرى الضعف الانتكاس، يتحتم تحقيق مدة معقولة من الامتناع عن ممارسة الجنس لتجنب الكلمة وآثار السقف على الاستجابة أثناء جديلة مفاعليه اختبار33،34 (الخطوة 4). The most المحتمل أن المضاعفات لقاء مع هذا الإجراء 1) فقدان سالكيه القثطار منع اقتناء الإدارة الذاتية، 2) سوء توزيع القوارض إلى مجموعات العلاج عقب التدريب الإدارة الذاتية وقبل جديلة اختبار مفاعليه مما تسبب في حدوث خطأ نوع 1 أو نوع 2، و 3) الامتناع غير كافية لتحديد الاختلافات في الاستجابة بين المجموعات. وهذه يمكن حلها من خلال تقييم يومي لأداء الإدارة الذاتية، والاحمرار القسطرة العادية، والإحالة إلى المجموعات المخصصة بعد تحليل بعد موازنة لأداء الإدارة الذاتية، والتجارب الرائدة تحديد المناسبة الامتناع عن ممارسة الجنس المدة لسلالة القوارض، والعمر، وطول دورة الإدارة الذاتية والمدة، المخدرات، جرعة من المخدرات، والمدة حقن المخدرات، والجنس.

ويتم هذا الإجراء قابلة للتمديد إلى العديد من سلالات القوارض، بما في ذلك الفئران69، وأي نموذج الذي ينطوي على المزاوجة بين نحوّله مجزية الأولية مع منبهات منفصلة (reinforcers مكيفة). Reinforcers الأولية البديلة تشمل أصناف المخدرات الأخرى والأغذية عالية الدهون وأخرى مكافآت استساغة69،70. أخيرا، قد ثبت متعدية الجنسيات أهمية هذا النموذج بالمضي قدما بتدخل وافقت إدارة الأغذية والعقاقير اختبارها في الفئران للمعارض على البشر مما أدى إلى حنين الكوكايين انخفاض. وهكذا، الكوكايين جديلة مفاعليه الاختبار بعد الكوكايين الوعد يحمل الإدارة الذاتية والامتناع عن ممارسة الجنس كنموذج القوارض متعدية الجنسيات.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الكتاب قد لا يوجد تضارب في الكشف عن.

Acknowledgments

أجريت جميع التجارب السلوكية في جامعة تكساس الطبية فرع (يزيد) القوارض في فيفو التقييم (ريفا) الأساسية، من إخراج الدكتور كيلي دينيلي ومقرها داخل المركز "أبحاث الإدمان"، إخراج د. كاثرين كننغهام. تقديم الدعم لهذا العمل جاء من بيتر ف. مكمانوس الخيرية الثقة، المعهد الوطني لمركز علوم الصحة البيئية "علم السموم البيئية" في يزيد (T32ES007254)، معهد "العلوم متعدية الجنسيات" في يزيد (UL1TR001439)، مركز ميتشل لأمراض الأعصاب، ومركز "أبحاث الإدمان" في يزيد (DA007287، DA070087، وأموال الدراسة التجريبية).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Equipment
Catheter Tubing: 0.50mm ID x 0.94mm OD x 0.2mm width Fisher Scientific, Hampton, NH, USA 11-189-15A 1/experiment
Cue Light Med Associates Inc., St. Albans, VT, USA ENV-229M 2/operant chamber
Guide Cannulae (22 gauge, pedestal size-8mm, cut length 11 mm, 5 mm above the pedestal) Plastics One, Roanoke, VA, USA 8IC313G5UPXC 1/rat
House Light Med Associates Inc., St. Albans, VT, USA ENV-227M 1/operant chamber
Infusion Pump Med Associates Inc., St. Albans, VT, USA PHM-100 1/operant chamber
Levers Med Associates Inc., St. Albans, VT, USA ENV-110M 2/operant chamber
Liquid Swivels Instech, Plymouth Meeting, PA, USA 375/22 1/operant chamber
MED-PC Package with Infusion Pump Software Med Associates Inc., St. Albans, VT, USA SOF-735 (infusions software SOF-700RA-10 version 1.04) 1
Metal Spring Leash Plastics One, Roanoke, VA, USA C313CS/SPC 1/operant chamber
Needle (23g, 1 in) Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ, USA 305193 1/operant chamber
Nitex Mesh (6/6 woven mesh sheet, 12"x12", 500 microns thick, 38% Open Area) Amazon, Seattle, WA, USA CMN-0500-C, B000FMUNE6 ~1 sheet/100 rats
PCI Interface Package Med Associates Inc., St. Albans, VT, USA DIG-700P2-R2, MED-SYST-16 1/16 operant chambers
Power Supply for Interface Modules Med Associates Inc., St. Albans, VT, USA SG-6510D 1/16 operant chambers
Sound-attenuating Cubicle Med Associates Inc., St. Albans, VT, USA ENV-018V 1/operant chamber
Syringes, 10 mL Luer-Lok™ tip Fisher Scientific, Hampton, NH, USA 14-827-52 1 case/experiment (1/operant chamber)
Tygon Tubing for flushes: 0.51mmID x 1.52mm OD 0.51mm width x 152.4m length Fisher Scientific, Hampton, NH, USA 14-170-15B 1/experiment
Chemicals
Acepromazine (10mg/mL) Henry Schein (Animal Health), Melville, NY, USA 003845 ~0.5mg/rat*
Acraweld Repair Resin Henry Schein (Dental), Melville, NY, USA 1013959 1/experiment
Altalube (ophthalmic ointment) Henry Schein (Dental), Melville, NY, USA 6050059 1/experiment
Cocaine NIDA North Bethesda, MD, USA N/A ~350mgs/rat for whole experiment*; requires DEA License
Heparin (10,000 USP units/10 mL) Sagent Pharmaceuticals, Schaumburg, IL, USA NDC 25021-400-10 1/experiment (~21 units/rat*)
Jet Liquid Henry Schein (Dental), Melville, NY, USA 1256401 1/experiment
Ketamine (100mg/mL, 10mL) Henry Schein (Dental), Melville, NY, USA 1049007 ~15mg/rat*; requieres DEA license
Methohexital Sodium (Brevital®, 500 mg/50 mL) Patterson Dental, Saint Paul, MN, USA 043-5461 1/experiment; requires DEA License
Saline (0.9%, USP) Baxter, Deerfield, IL, USA 2B1307 1 case/experiment
Streptokinase from β-hemolytic Streptococcus (Lancefield Group C) ≥3,000 units/mg Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA S3134-250KU 1 vial/experiment (~1.5mg/rat/experiment*)
Ticarcillin Disodium Salt Fisher Scientific, Hampton, NH, USA 50-213-695 ~4 vials/exeriment or purchase the 25g vial cat.# 50-489-093 (~150mg/rat/experiment*)
Xylazine (100mg/mL) Henry Schein (Animal Health), Melville, NY, USA 033198 ~3mg/rat*
*Assumes rat age is that described in the protocol, rats self-administer for 14 days, and flushes occur for 21 days.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Koob, G. F., Volkow, N. D. Neurobiology of addiction: a neurocircuitry analysis. Lancet Psychiatry. 3 (8), 760-773 (2016).
  2. Carter, B. L., Tiffany, S. T. Meta-analysis of cue-reactivity in addiction research. Addiction. 94 (3), 327-340 (1999).
  3. Drummond, D. C. Theories of drug craving, ancient and modern. Addiction. 96 (1), 33-46 (2001).
  4. Mahler, S. V., de Wit, H. Cue-reactors: individual differences in cue-induced craving after food or smoking abstinence. PLoS One. 5 (11), (2010).
  5. O'Brien, C. P., Childress, A. R., Ehrman, R., Robbins, S. J. Conditioning factors in drug abuse: can they explain compulsion? J Psychopharmacol. 12 (1), 15-22 (1998).
  6. Hendershot, C. S., Witkiewitz, K., George, W. H., Marlatt, G. A. Relapse prevention for addictive behaviors. Subst Abuse Treat Prev Policy. 6, 17 (2011).
  7. Prisciandaro, J. J., Myrick, H., Henderson, S., McRae-Clark, A. L., Brady, K. T. Prospective associations between brain activation to cocaine and no-go cues and cocaine relapse. Drug Alcohol Depend. 131 (1-2), 44-49 (2013).
  8. Foltin, R. W., Haney, M. Conditioned effects of environmental stimuli paired with smoked cocaine in humans. Psychopharmacology. 149 (1), 24-33 (2000).
  9. Wang, X., et al. Nucleus Accumbens Core Mammalian Target of Rapamycin Signaling Pathway Is Critical for Cue-Induced Reinstatement of Cocaine Seeking in Rats. J Neurosci. 30 (38), 12632-12641 (2010).
  10. Gipson, C. D., Kupchik, Y. M., Shen, H., Reissner, K. J., Thomas, C. A., Kalivas, P. W. Relapse Induced by Cues Predicting Cocaine Depends on Rapid, Transient Synaptic Potentiation. Neuron. 77 (5), 867-872 (2013).
  11. Wallace, B. C. Psychological and environmental determinants of relapse in crack cocaine smokers. J Subst Abuse Treat. 6 (2), 95-106 (1989).
  12. Weiss, F., et al. Compulsive Drug-Seeking Behavior and Relapse: Neuroadaptation, Stress, and Conditioning Factors. Annals of the New York Academy of Sciences. 937 (1), 1-26 (2001).
  13. Potenza, M. N., et al. Neural Correlates of Stress-Induced and Cue-Induced Drug Craving: Influences of Sex and Cocaine Dependence. Am J Psych. 169 (4), 406-414 (2012).
  14. Shaham, Y., Hope, B. T. The role of neuroadaptations in relapse to drug seeking. Nature Neuroscience. 8 (11), 1437-1439 (2005).
  15. Neisewander, J. L., et al. Fos protein expression and cocaine-seeking behavior in rats after exposure to a cocaine self-administration environment. J Neurosci. 20 (2), 798-805 (2000).
  16. Kosten, T. R., et al. Cue-induced brain activity changes and relapse in cocaine-dependent patients. Neuropsychopharmacology. 31 (3), 644-650 (2006).
  17. Skolnick, P., Volkow, N. D. Addiction therapeutics: obstacles and opportunities. Biol Psychiatry. 72 (11), 890-891 (2012).
  18. O'Connor, E. C., Chapman, K., Butler, P., Mead, A. N. The predictive validity of the rat self-administration model for abuse liability. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 35 (3), 912-938 (2011).
  19. Dworkin, S. I., Mirkis, S., Smith, J. E. Response-dependent versus response-independent presentation of cocaine: differences in the lethal effects of the drug. Psychopharmacology (Berl). 117 (3), 262-266 (1995).
  20. Dworkin, S. I., Co, C., Smith, J. E. Rat brain neurotransmitter turnover rates altered during withdrawal from chronic cocaine administration. Brain Res. 682 (1-2), 116-126 (1995).
  21. Twining, R. C., Bolan, M., Grigson, P. S. Yoked delivery of cocaine is aversive and protects against the motivation for drug in rats. Behav Neurosci. 123 (4), 913-925 (2009).
  22. Gardner, E. L. What we have learned about addiction from animal models of drug self-administration. Am J Addict. 9 (4), 285-313 (2000).
  23. Cunningham, K. A., Anastasio, N. C. Serotonin at the nexus of impulsivity and cue reactivity in cocaine addiction. Neuropharmacology. 76 Pt B. 76 Pt B, 460-478 (2014).
  24. Carpenter, K. M., Schreiber, E., Church, S., McDowell, D. Drug Stroop performance: relationships with primary substance of use and treatment outcome in a drug-dependent outpatient sample. Addict Behav. 31 (1), 174-181 (2006).
  25. Copersino, M. L., et al. Cocaine craving and attentional bias in cocaine-dependent schizophrenic patients. Psychiatry Res. 128 (3), 209-218 (2004).
  26. Field, M., Munafò, M. R., Franken, I. H. A meta-analytic investigation of the relationship between attentional bias and subjective craving in substance abuse. Psychol Bull. 135 (4), 589-607 (2009).
  27. Robbins, S. J., Ehrman, R. N., Childress, A. R., O'Brien, C. P. Relationships among physiological and self-report responses produced by cocaine-related cues. Addict Behav. 22 (2), 157-167 (1997).
  28. Cunningham, K. A., et al. Synergism between a serotonin 5-HT2A receptor (5-HT2AR) antagonist and 5-HT2CR agonist suggests new pharmacotherapeutics for cocaine addiction. ACS Chem Neurosci. 4 (1), 110-121 (2013).
  29. Fletcher, P. J., Rizos, Z., Sinyard, J., Tampakeras, M., Higgins, G. A. The 5-HT2C receptor agonist Ro60-0175 reduces cocaine self-administration and reinstatement induced by the stressor yohimbine, and contextual cues. Neuropsychopharmacology. 33 (6), 1402-1412 (2008).
  30. See, R. E. Neural substrates of cocaine-cue associations that trigger relapse. Eur J Pharmacol. 526 (1-3), 140-146 (2005).
  31. Shaham, Y., Shalev, U., Lu, L., De Wit, H., Stewart, J. The reinstatement model of drug relapse: history, methodology and major findings. Psychopharmacology (Berl). 168 (1-2), 3-20 (2003).
  32. Meil, W. M., See, R. E. Conditioned cued recovery of responding following prolonged withdrawal from self-administered cocaine in rats: an animal model of relapse. Behav Pharmacol. 7 (8), 754-763 (1996).
  33. Fuchs, R. A., Tran-Nguyen, L. T., Specio, S. E., Groff, R. S., Neisewander, J. L. Predictive validity of the extinction/reinstatement model of drug craving. Psychopharmacology (Berl). 135 (2), 151-160 (1998).
  34. Grimm, J. W., Hope, B. T., Wise, R. A., Shaham, Y. Neuroadaptation. Incubation of cocaine craving after withdrawal. Nature. 412 (6843), 141-142 (2001).
  35. Panlilio, L. V., Goldberg, S. R. Self-administration of drugs in animals and humans as a model and an investigative tool. Addiction. 102 (12), 1863-1870 (2007).
  36. Anastasio, N. C., et al. Variation within the serotonin (5-HT) 5-HT2C receptor system aligns with vulnerability to cocaine cue reactivity. Transl Psychiatry. 4, e369 (2014).
  37. Anastasio, N. C., et al. Functional status of the serotonin 5-HT2C receptor (5-HT2CR) drives interlocked phenotypes that precipitate relapse-like behaviors in cocaine dependence. Neuropsychopharmacology. 39 (2), 370-382 (2014).
  38. Liu, H. S., et al. Dorsolateral caudate nucleus differentiates cocaine from natural reward-associated contextual cues. Proc Natl Acad Sci U S A. 110 (10), 4093-4098 (2013).
  39. Swinford-Jackson, S. E., Anastasio, N. C., Fox, R. G., Stutz, S. J., Cunningham, K. A. Incubation of cocaine cue reactivity associates with neuroadaptations in the cortical serotonin (5-HT) 5-HT2C receptor (5-HT2CR) system. Neuroscience. 324, 50-61 (2016).
  40. Di Ciano, P., Everitt, B. J. Reinstatement and spontaneous recovery of cocaine-seeking following extinction and different durations of withdrawal. Behav Pharmacol. 13 (5-6), 397-405 (2002).
  41. Schmidt, E. F., et al. Extinction training regulates tyrosine hydroxylase during withdrawal from cocaine self-administration. J Neurosci. 21 (7), RC137 (2001).
  42. Self, D. W., Choi, K. H., Simmons, D., Walker, J. R., Smagula, C. S. Extinction training regulates neuroadaptive responses to withdrawal from chronic cocaine self-administration. Learn Mem. 11 (5), 648-657 (2004).
  43. Sutton, M. A., et al. Extinction-induced upregulation in AMPA receptors reduces cocaine-seeking behaviour. Nature. 421 (6918), 70-75 (2003).
  44. Gawin, F. H., Ellinwood, E. H. Cocaine dependence. Annu Rev Med. 40, 149-161 (1989).
  45. Bouton, M. E. Context, ambiguity, and unlearning: sources of relapse after behavioral extinction. Biological Psychiatry. 52 (10), 976-986 (2002).
  46. Torregrossa, M. M., Taylor, J. R. Learning to forget: manipulating extinction and reconsolidation processes to treat addiction. Psychopharmacology. 226 (4), 659-672 (2013).
  47. Conklin, C. A., Tiffany, S. T. Applying extinction research and theory to cue-exposure addiction treatments. Addiction. 97 (2), 155-167 (2002).
  48. Carr, K. D., Kim, G. -Y., Cabeza de Vaca, S. Chronic food restriction in rats augments the central rewarding effect of cocaine and the δ 1 opioid agonist, DPDPE, but not the δ 2 agonist, deltorphin-II. Psychopharmacology. 152 (2), 200-207 (2000).
  49. Stamp, J. A., Mashoodh, R., van Kampen, J. M., Robertson, H. A. Food restriction enhances peak corticosterone levels, cocaine-induced locomotor activity, and ΔFosB expression in the nucleus accumbens of the rat. Brain Research. 1204, 94-101 (2008).
  50. Shalev, U., Marinelli, M., Baumann, M. H., Piazza, P. -V., Shaham, Y. The role of corticosterone in food deprivation-induced reinstatement of cocaine seeking in the rat. Psychopharmacology. 168 (1-2), 170-176 (2003).
  51. Cunningham, K. A., et al. Selective serotonin 5-HT(2C) receptor activation suppresses the reinforcing efficacy of cocaine and sucrose but differentially affects the incentive-salience value of cocaine- vs. sucrose-associated cues. Neuropharmacology. 61 (3), 513-523 (2011).
  52. Fowler, J. S., et al. Mapping cocaine binding sites in human and baboon brain in vivo. Synapse. 4 (4), 371-377 (1989).
  53. Kufahl, P. R., et al. Neural responses to acute cocaine administration in the human brain detected by fMRI. Neuroimage. 28 (4), 904-914 (2005).
  54. Goldberg, S. R., Hoffmeister, F., Schlichting, U. U., Wuttke, W. A comparison of pentobarbital and cocaine self-administration in rhesus monkeys: effects of dose and fixed-ratio parameter. J Pharmacol Exp Ther. 179 (2), 277-283 (1971).
  55. Pickens, R., Thompson, T. Cocaine-reinforced behavior in rats: effects of reinforcement magnitude and fixed-ratio size. J Pharmacol Exp Ther. 161 (1), 122-129 (1968).
  56. Boren, J. J. Resistance to extinction as a function of the fixed ratio. J Exp Psychol. 61 (4), 304-308 (1961).
  57. Miller, W. R., et al. PPARγ agonism attenuates cocaine cue reactivity. Addict Biol. , (2016).
  58. Schmitz, J. M., et al. PPAR-gamma agonist pioglitazone modifies craving intensity and brain white matter integrity in patients with primary cocaine use disorder: a double-blind randomized controlled pilot trial. Addiction. , (2017).
  59. Kalivas, P. W., Peters, J., Knackstedt, L. Animal Models and Brain Circuits in Drug Addiction. Molecular Interventions. 6 (6), 339-344 (2006).
  60. Reichel, C. M., Bevins, R. A. Forced abstinence model of relapse to study pharmacological treatments of substance use disorder. Curr Drug Abuse Rev. 2 (2), 184-194 (2009).
  61. Ahmed, S. H., Koob, G. F. Transition from moderate to excessive drug intake: change in hedonic set point. Science. 282 (5387), 298-300 (1998).
  62. Gawin, F. H., Ellinwood, E. H. Cocaine and other stimulants. Actions, abuse, and treatment. N Engl J Med. 318 (18), 1173-1182 (1988).
  63. Bozarth, M. A., Wise, R. A. Toxicity associated with long-term intravenous heroin and cocaine self-administration in the rat. JAMA. 254 (1), 81-83 (1985).
  64. Liu, Y., Roberts, D. C. S., Morgan, D. Sensitization of the reinforcing effects of self-administered cocaine in rats: effects of dose and intravenous injection speed. European Journal of Neuroscience. 22 (1), 195-200 (2005).
  65. Jackson, L. R., Robinson, T. E., Becker, J. B. Sex differences and hormonal influences on acquisition of cocaine self-administration in rats. Neuropsychopharmacology. 31 (1), 129-138 (2006).
  66. Feltenstein, M. W., See, R. E. Plasma progesterone levels and cocaine-seeking in freely cycling female rats across the estrous cycle. Drug Alcohol Depend. 89 (2-3), 183-189 (2007).
  67. Kreek, M. J., Nielsen, D. A., Butelman, E. R., LaForge, K. S. Genetic influences on impulsivity, risk taking, stress responsivity and vulnerability to drug abuse and addiction. Nature Neuroscience. 8 (11), 1450-1457 (2005).
  68. Brenhouse, H. C., Andersen, S. L. Delayed extinction and stronger reinstatement of cocaine conditioned place preference in adolescent rats, compared to adults. Behav Neurosci. 122 (2), 460-465 (2008).
  69. Kmiotek, E. K., Baimel, C., Gill, K. J. Methods for intravenous self administration in a mouse model. J Vis Exp. (70), e3739 (2012).
  70. Grimm, J. W., et al. Brief exposure to novel or enriched environments reduces sucrose cue-reactivity and consumption in rats after 1 or 30 days of forced abstinence from self-administration. PLoS One. 8 (1), e54164 (2013).
  71. Grimm, J. W., Barnes, J., North, K., Collins, S., Weber, R. A general method for evaluating incubation of sucrose craving in rats. J Vis Exp. (57), e3335 (2011).

Tags

علم الأعصاب، العدد 136، الكوكايين، تعاطي المخدرات اضطراب، الإدارة الذاتية، جديلة مفاعليه، الجرذان، والامتناع عن ممارسة الجنس، وجديلة، الانتكاس، استثابي تكييف، المخدرات، البحث عن المخدرات، ومتعدية
بروتوكول لقياس مفاعليه جديلة في نموذج الفئران من اضطراب استخدام الكوكايين
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Dimet, A. L., Cisneros, I. E., Fox,… More

Dimet, A. L., Cisneros, I. E., Fox, R. G., Stutz, S. J., Anastasio, N. C., Cunningham, K. A., Dineley, K. T. A Protocol for Measuring Cue Reactivity in a Rat Model of Cocaine Use Disorder. J. Vis. Exp. (136), e55864, doi:10.3791/55864 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter