Waiting
Login processing...

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

Neuroscience

En protokol til måling af Cue reaktivitet i en rotte Model af kokain brug lidelse

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

Cue reaktivitet er udtænkt som følsomhed over for cues forbundet med medikamenter oplevelser, der bidrager til trang og tilbagefald i afholdende mennesker. Cue reaktivitet er modelleret i rotter ved måling attentional orientering mod drug-associeret stikord, der resulterer i appetitive tilgang adfærd i en cue reaktivitet test efter selvforvaltning og tvunget afholdenhed.

Abstract

Kokain brug lidelse (CUD) følger en bane af gentagne selvforvaltning som tidligere neutral stimuli får incitament værdi. Cue reaktivitet, følsomhed over for cues tidligere forbundet med medikamenter erfaring, spiller en fremtrædende rolle i menneskers trang under afholdenhed. Cue reaktivitet kan vurderes som den attentional retning mod drug-associeret stikord er målelige som appetitive tilgang adfærd i både prækliniske og humane undersøgelser. Heri beskrives en vurdering af cue reaktivitet i rotter uddannet til selv at administrere kokain. Kokain selvforvaltning er parret med præsentation af diskrete stikord, der fungerer som aircondition forstærkere (dvs., hus lys, stimulus lys, infusion pumpe lyde). Efter en periode med afholdenhed, løftestang presser i kokain selvforvaltning forbindelse ledsaget af de diskrete signaler tidligere parret med kokain infusion er målt som cue reaktivitet. Denne model er nyttigt at udforske underliggende cue reaktivitet processer samt for at vurdere pharmacotherapies for at undertrykke cue reaktivitet og derfor ændre tilbagefald sårbarhed neurobiologiske mekanismer. Fordele ved modellen omfatter translationel relevans, og dets ansigt og prædiktiv gyldighedsperioder. Den primære begrænsning af modellen er at cue reaktivitet opgave kan kun udføres sjældent og må kun anvendes i korte varighed (fx., 1 time), ellers rotter vil begynde at slukke bindingen af de diskrete signaler med kokain stimulus. Modellen kan udvides til nogen positivt forstærkende stimulus parret med diskrete stikord; Selvom især gælder for medicin misbrug, kan denne model holde fremtidige anvendelser på områder som fedme, hvor velsmagende mad belønninger kan fungere som positivt forstærkende stimuli.

Introduction

Kokain brug lidelse (CUD) følger en bane af gentagne selvforvaltning som tidligere neutral stimuli få incitament værdien1. Cue reaktivitet er følsomhed over for cues tidligere forbundet med medikamenter erfaring, og det spiller en fremtrædende rolle i menneskers trang2,3,4,5. Risikoen for progression til DRØV, samt tilbagefald under afholdenhed, menes at være højere for personer, der udtrykker høje følsomhed over for drug-associeret stikord6,7. Både miljømæssige sammenhænge (fx, mennesker, bygninger, musikgenrer) og diskrete drug-associeret stimuli (fx, remedier) blive forbundet med kokain belønning; eksponering for disse stikord kan udløse ændringer i perifere fysiologi (f.eks.puls, hud temperatur og hud modstand), hjernens plasticitet og hjernens funktionelle connectivity2,8,9 ,10. Med andre ord, aktiveres re-eksponering for kokain-associerede stikord limbiske corticostriatal kredsløb for at fremkalde konditioneret fysiologiske og subjektive reaktioner, der drev appetitive tilgang (stof-søgende) adfærd11,12 ,13,14,15.

Cue reaktivitet målt med funktionelle brain imaging analyser er forprogrammeret tilbagefald sårbarhed i fag med CUD16. Cue reaktivitet målinger i gnavere modeller tjener som en surrogat foranstaltning for tilbagefald risiko og kan udnyttes for Translationel undersøgelser. Således, en Farmakoterapi, falder cue reaktivitet i gnavere kan blive overført som en forebyggelse af tilbagefald behandling i humane kliniske forsøg. Prækliniske modeller med den nødvendige translationel merit og forudsigende gyldighed er især vigtigt, da der er i øjeblikket ingen FDA-godkendte pharmacotherapies til CUD17.

Proceduren, der gnaver selvforvaltning er guldstandarden, translationel model med forudsigende gyldighed for menneskelige medikamenter18 og kritisk vigtigt at forstå de molekylære og fysiologiske processer underliggende DRØV. Svar -uafhængig levering af kokain resultater i særskilt adfærdsmæssige, molekylære og neurokemiske virkninger i forhold til svar -afhængige af kokain eksponering; fx., svar -uafhængige kokain levering fremkalder markant højere dødelighed19. Desuden neurokemiske følgerne af afholdenhed fra svar -afhængige af kokain selvforvaltning er forskellige fra dem, udløst af afholdenhed fra svar -uafhængige kokain levering20, 21. således CUD modeller baseret på svar -afhængige levering af kokain er overlegen translationel modeller ved vurderingen af cue reaktivitet og tilknyttede virkningsmekanismer.

I protokollen beskrevet nedenfor, er kokain leveret intravenøst gennem en iboende intra jugularis kateter. Imidlertid har der udviklet alternative metoder til at administrere medicin via mundtlige og indånding ruter. Vigtigere, kontrollere gnavere leveringen af narkotika, analoge mennesker, gennem operant svar. Derfor er der høj konkordans mellem narkotika Self administreres af gnavere og mennesker22. Prækliniske drug selvforvaltning proceduren nedenfor beskæftiger løftestang presning, forstærket af medicinafgivelse, at motivere responsrater højere end køretøj kontrol. Drug-søger opførsel er uddannet ved parring oprindeligt "neutrale" stikord (f.eks.en stimulus lys eller tone og kontekstuelle miljø i som kokain selvforvaltning opstår) med kokain infusion; disse signaler bliver aircondition forstærkere (til gennemsyn: Cunningham & Anastasio, 201423). Efterfølgende re-eksponering for kokain-associerede stikord udløser stof-søgende adfærd i gnavere (dvs., forsøger at levere kokain ved at trykke på den tidligere aktive løftestang) samt trang og tilbagefald i CUD fag24, 25 , 26 , 27.

Typisk, prækliniske gnaver undersøgelser af stof-søgende adfærd efter kokain selvforvaltning udnytte extinction uddannelse og/eller narkotika genindsættelse gennemført inden for drug-associeret miljø28,29, 30 , 31 , 32. presser på den tidligere aktive løftestang, i mangel af stof og/eller cue levering, typisk udgør foranstaltning for genansættelse efter udryddelse33,34,35. Tværtimod er cue reaktivitet stof-søgende adfærd vurderet følgende tvungne afholdenhed uden forudgående extinction træning28,36,37,38,39 .

Statusmålinger og eksperimenterende variabler er blevet omhyggeligt udvalgt og valideret for at dissekere forskellige aspekter af neurobiologi af stof-søgende og tilbagefald-lignende adfærd, og det er almindelig anerkendt, at neuroadaptations varierer mellem modeller med og uden udslettelse uddannelse 40,41,42,43. Desuden fra en translationel perspektiv, er gnaver extinction uddannelse ikke spejlede i klinisk indstillinger for CUD da narkotikarelaterede stikord omfatter mood stater, steder og mennesker44; den unikke kombination af disse stikord er sandsynligvis ikke tilgængelig i et klinisk miljø45,46,47. Således, den gnavere model beskrevet heri fungerer som en bedre parallel til den menneskelige tilstand end mange af de aktuelt tilgængelige modeller.

I det følgende beskrives en valideret kokain selvforvaltning uddannelse, tvungen afholdenhed og cue reaktivitet test protokol for rotter. Kort, rotter er implanteret med intra jugularis katetre, uddannet til selv at administrere kokain eller saltvand via 'aktive' løftestang pressen, og modtagelsen af kokain eller saltvand stimulus er parret med diskrete lys og lyd signaler, der tjener som aircondition forstærkere. Efter 14 dage af kokain selvforvaltning underkastes rotter 30 dage af tvungen afholdenhed og en efterfølgende 60-min cue reaktivitet test i som løftestang presserende måles. Cue reaktivitet test er en surrogat foranstaltning for kokain tilbagefald sårbarhed hos mennesker.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alle animalske manipulationer er udført i henhold til vejledning for pleje og anvendelse af forsøgsdyr (2011) og med godkendelse fra det institutionelle Animal Care og brug udvalg.

1. dyr

  1. Acclimate mandlige Sprague Dawley rotter ca 8-9 uger gammel (250-260 g) i mindst syv dage i en koloni værelse vedligeholdes ved 21-23 ° C og 45-50% luftfugtighed på en 12-timers lys-mørke cyklus (lys på 6:00-18:00 h).
  2. Hus rotter, to / bur og håndterer dagligt under hele undersøgelsen. Leverer mad og vand ad libitum i burene overalt i alle faser af undersøgelsen.
    Bemærk: Mad begrænsning øger saliency af kokain belønning48, potentiates kokain-induceret bevægeapparatet aktivitet49, og fungerer som en stressor for genansættelse50 og dermed kan også indvirkning cue reaktivitet.
  3. Tilfældigt tildele rotter til saltvand eller kokain behandlingsgrupper.

2. kirurgi

  1. Sted rotte under anæstesi ved hjælp af en cocktail der indeholder 8,6 mg/kg af xylazin, 1,5 mg/kg af Acepromazin og 43 mg/kg af ketamin suspenderet i bakteriostatisk saltvand. Bekræfte, at rotten er tilstrækkeligt bedøvede ved at klemme sin tå og overvåge motor reflekser og respiration. Anvende oftalmologiske salve direkte til øjne at forhindre øje tørhed.
    Bemærk: Hvis rotten ikke er tilstrækkeligt bedøvede udstiller en motor respons til tå knivspids, og rottens vejrtrækning kan hurtigt stige.
    1. Ved hjælp af aseptisk teknik, mens rat er under bedøvelse, implantat en intravenøse kateter i halsfedt tilsluttet en tilbage mount med en kanyle. Efter kirurgisk implantation, gøre det muligt rotter at genvinde til 5-7 dage 28,36,37,51.
      Bemærk: Ruten intravenøs af kokain selvforvaltning i mennesker resulterer i hurtige stigninger i hjernen kokain niveauer52,,53. Således, i en af dens mest almindelige prækliniske varianter, rats er uddannet til selv at administrere kokain via en intra jugularis kateter.
  2. Vedligeholde kateter passage med daglige flushes ved hjælp af en opløsning af 0,1 mL af bakteriostatisk saltopløsning med heparin natrium (10 U/mL), streptokinase (0,67 mg/mL) og ticarcillin dinatrium (66.67 mg/mL). Begynder kateter rødmen dagen efter operationen og fortsætter hver dag efter selvforvaltning sessioner.
    1. Fyld en sprøjte med løsningen og tilslutte den tilbage mount til sprøjte via polyethylen slanger til at skylle.
    2. Kontrollér korrekt kateter funktion med jævne mellemrum under hele forsøget af intravenøs indgift af 10 mg/kg methohexital natrium.
      Bemærk: Dette er en dosis tilstrækkeligt til kortvarigt bedøver dyret kun når det administreres intravenøst.

3. selvforvaltning

  1. Brug software programmering til at generere 4 separate programmer, som beskrevet nedenfor.
    1. Kode to programmer for selvforvaltning på et fast forhold (FR) 1 tidsplan, dvs., hvor en aktiv løftestang presse resulterer i en infusion. For program #1, kode på venstre håndtag som aktive håndtaget; for program #2, kode at højre håndtag som den aktive løftestang. Konstruere begge programmer til at være 180-min i længden, og levere kokain stimulien og diskrete cue komplekse på følgende måde:
      1. Har en aktiv løftestang tryk årsag samtidige belysning af både hus lys og stimulus lys over den aktive løftestang.
      2. Efter en 1-s forsinkelse, har infusion pumpen leverer 0,1 mL af opløsningen over 6-s.
      3. Har den stimulus lys slukker efter 7-s (uvirksomme på samme tid som infusion pumpe).
      4. Har de hus lys slukket efter 27-Sørensen, med de sidste 20-s angiver en timeout-periode, hvorunder aktiv løftestang presser har ingen planlagte konsekvenser, men disse er stadig optaget.
      5. For data output, indsamle infusioner, aktive løftestang presser, inaktive løftestang presser og ventetid til første aktive løftestang presse.
    2. Kode to flere programmer for selvforvaltning på en FR5 planlægge, dvs., hvor fem løftestang presser resultatet i en infusion. Igen, gør ét program med aktive håndtaget som venstre, og et program med aktive håndtaget som højre. Gøre begge programmer 180-min længde, og levere den reinforcer og diskrete cue komplekse på følgende måde:
      1. Har fem aktive løftestang presser årsag samtidige belysning af både hus lys og stimulus lys over den aktive løftestang.
      2. Gentag trin 3.1.1.2 gennem 3.1.1.5.
  2. Selvforvaltning uddannelse
    1. Forberede kokain løsningen dagligt i steril 0,9% NaCl til en dosis af 0,75 mg/kg/0.1 mL.
      Bemærk: Over varigheden af hver enkelt 180 min. selvforvaltning session, rotter administrere ca 4-5 mL af kokain løsning, således for at forberede overskydende, forventer ca 8 mL/rotte dagligt.
    2. Fyld kateter sprøjte (10 mL) med mindst 8 mL af kokain eller saltopløsning. Efter at sikre, at kokain/saltvand løsning der flyder, indsætte sprøjter ind i infusion pumpen og tilsluttes polyethylen slanger indkapslet af en metal foråret snor i starten af hver selvforvaltning session. Omhyggeligt justere sprøjte i hver infusion pumpe, således, at løsningen er jævnt og afsluttet fordelt i polyethylen slanger før knyttet til hver kateter.
    3. Sted rotter i respektive standard operant betingning kamre til huse i ventilerede, lyd-formildende sengebåse med fans. Konsekvent sted hver rotte i den samme operant kammer, og holde det aktive håndtaget på den samme side i hele alle eksperimenter. Modvægt til tildeling af rotter mellem venstre og højre aktive håndtag.
      Bemærk: Hvert kammer er udstyret med en pellet beholder flankeret af to løftbare svar løftestænger, en stimulus lys over hvert svar håndtag og et hus lys overfor grebene. Kokain/saltvand sprøjter er tilsluttet en 23g nål (gemt for at undgå at stikke slanger) knyttet til polyethylen slanger indkapslet inde metal foråret snor der forbinder til hver rotte kateter og drives på en flydende swivel. Sprøjter er placeret i infusionspumper beliggende støder op til brusenichen.
    4. Tog rotter til løftestang Tryk for kokain infusioner (0,75 mg/kg/0.1 mL infusion) eller saltvand infusioner (0,1 mL) under daglige 180-min sessioner ved hjælp af etablerede metoder28,36,37,51.
      Bemærk: Denne uddannelse udføres ved blot at placere rotten i operant kammer og gør det muligt at håndtaget tryk; at trykke på den aktive løftestang vil resultere i modtagelsen af den diskrete cue komplekse og kokain infusion, mens trykke på inaktive håndtaget bærer ingen planlagte konsekvenser.
      1. Tidsplan færdigbyggede på aktive løftestang resultatet i levering af en kokain eller saltvand infusion over en periode på 6-s parret samtidig med belysning af de hus lys og stimulus lys over den aktive løftestang og aktivering af infusion pumpen (dette er den diskrete cue komplekse parret med kokain levering); inaktive løftestang presser producere ingen planlagte konsekvenser. Efter reinforcer (kokain) levering, stimulus lys samt infusion pumpen er inaktiveret; hus lys tilbage på en yderligere 20-s til at angive en timeoutperiode, hvor håndtaget presser har ingen planlagte konsekvenser.
        Bemærk: En beskrivelse af hvordan du kan konfigurere dette er fundet i trin 3.1.1.1-3.1.1.4
    5. Efter afslutningen af den 180-min session, fjerne hver rotte fra sin operant betingning kammer og skylle sin kateter (trin 2.2). Forsigtigt rense kamre mellem sessioner, aftørring hver overflade med en 70% ethanol opløsning.
      Bemærk: Rats at modtager kokain under selvforvaltning session kan være vanskeligt at fjerne fra salen og er mere tilbøjelige til at være aggressiv. Bruge langsom, forsigtige bevægelser til at afbryde hver rotte fra dens tøjr.
    6. Træne rotter på en FR1 tidsplan med forstærkning og fremskridt til en FR5 schedule efter opnåelse af et kriterium af syv infusioner/h med mindre end 10% variation i det samlede antal af infusioner pr. session for tre på hinanden følgende dage. Fortsætte selvforvaltning sessioner før rotter er nået til i alt 14 dage af selvforvaltning uddannelse.
      Bemærk: Dette er en variant af operant indlæring; nogle protokoller foretrækker at have rotter forbliver på FR1 hele helhed af eksperimentet. Ændringer i fast forhold tidsplan fra FR1 til FR5 ikke indflydelse på antallet af infusioner dyrets self-administers54,55. Dog større fast forhold bidrager til at sikre stabilitet af reagerer i rotter, og kan øge saliency belønning56. Derudover evt en behandling under tvungen afholdenhed rotter bør være pseudo randomiseret til behandlingsgrupper på at opnå stabilitet (mindre end 10% variation i det samlede antal af infusioner pr. session for mindst 3 på hinanden følgende dage) på FR5 tidsplan. Derudover videre saltvand rotter ikke fra FR1 til FR5, som saliency af saltvand ikke er tilstrækkelig til at opnå den krævede at komme videre fra FR1 til FR5 stabilitet.

4. tvungen afholdenhed

  1. Placere rotter i tvungen afholdenhed for 30 dage; Det er give ikke rotter med mulighed for at administrere kokain eller saltvand for en varighed af 30 dage. Vigtigere, i denne periode ikke vender tilbage rotter til operant kamre (tidligere forbindelse med selvforvaltning). Dog fjerne rotter fra hjem bure til daglig håndtering og vejning, som en foranstaltning af generel sundhed.
    Bemærk: Varigheden af tvungen afholdenhed kan ændres, men det er vigtigt at vælge en varighed, der er tilstrækkelig til at undgå loft og gulv virkninger. Faktorer til at være bevidste om, når du vælger tvungen afholdenhed varighed omfatter gnaver stamme, alder, selvforvaltning sessionslængde og varighed, stof, stof dosis og infusion varighed og sex af dyret.

5. kokain Cue reaktivitet

  1. Kode to programmer for cue reaktivitet opgave på en FR1 tidsplan; et program med den venstre håndtag som den aktive løftestang, og med den højre håndtag som den aktive løftestang. Konstruere hver program til at indsamle løftestang trykke data for 60-min. og levere den diskrete cue komplekse som beskrevet nedenfor.
    1. Gentag trin 3.1.1.1-3.1.1.4
    2. For data output, indsamle cue præsentationer (tidligere kendt som infusioner), tidligere-aktive løftestang presser, inaktive løftestang presser og ventetid til første løftestang presse.
  2. Kokain Cue reaktivitet Test Session
    1. Vurdere cue reaktivitet dag 30 af tvungen afholdenhed i en 60-min operant test session. Forskyde starttider af rotter til at lette hurtig afhugning af hovedet og hjernen høst. Vigtigere, for cue reaktivitet test, Placer ikke sprøjten i infusion pumpe, lyden af infusion pumpen fungerer som en auditiv cue, men ingen kokain forstærkning er leveret.
      Bemærk: Cue reaktivitet kan vurderes på dage end dag 30 af tvungen afholdenhed, men det faktum, at lydhørhed over for kokain-parret stikord varierer over tid34 bør holdes for øje når du vælger dato for cue reaktivitet test.
    2. Placer hver rotte i selvforvaltning salen, hvor det var uddannet og tether til sin kanyle som under den daglige selvforvaltning sessioner. Presser på håndtaget, der tidligere har leveret kokain eller saltvand er nu kun forstærket af levering af diskrete cue kompleks (dvs., stimulus lys og huset er belyst, og infusion pumpen er aktiveret) på en FR1 tidsplan (dvs., et diskrete cue kompleks præsenteres per aktive løftestang tryk); tælle cue præsentationer og tidligere aktive løftestang presser under en 60 minutters session, og også registrere antallet af inaktive løftestang presser. Men som med selvforvaltning, inaktive løftestang presser producere ingen planlagte konsekvenser.
      Bemærk: En yderligere kontrol mulighed er at optage tidligere-aktive og inaktive løftestang presser i mangel af planlagte konsekvenser (dvs., ingen diskrete cue komplekse reinforcer).
    3. Efter afslutningen af cue reaktivitet test session, straks aflive rotter for at fange de biokemiske effekter af re-eksponering for operant betingning salen og diskret cue komplekse.

6. dataindsamling, organisationen og analyse

  1. Nedbryde data i tre konventionelle kategorier: generelle sundhed, selvforvaltning og cue reaktivitet.
    1. Overvåge generelle sundhed (fx., dyrs vægt, fur betingelse) hele forsøget, og give dyr med veterinær pleje, hvis nødvendigt, eller fjerne fra undersøgelsen, hvis håndtaget presserende vises ramt af sundhed.
    2. Indsamle selvforvaltning data inden for 14 dage af selvforvaltning. Bruge en uparret, to-sidede t-test til at bestemme statistiske forskelle mellem kokain og saltvand selvforvaltning grupper for samlede antal af infusioner, aktive løftestang presser, inaktive løftestang presser og ventetid til første aktive løftestang presse.
      Bemærk: Selvforvaltning data skal analyseres forud for tvunget afholdenhed, hvis man ønsker at undersøge effekten af en behandling under tvungen afholdenhed på cue reaktivitet (således at grupper kan have et tilsvarende gennemsnitlige antal af infusioner, samt aktive og inaktive løftestang pressere). Hvis en to gange to design er valgt (kokain ± behandling, saltvand ± behandling), bør en to-vejs ANOVA med passende post hoc analyse anvendes til at analysere disse data.
    3. For cue reaktivitet data til at indsamle og analysere for det samlede antal cue præsentationer, tidligere-aktive løftestang presser, inaktive løftestang presser og ventetid til første løftestang tryk. Også analysere disse data med en uparret, to-sidede t-test til at bestemme forskellene mellem dyr selv administrerer kokain og dem selv administrerer saltvand.
      Bemærk: Igen, hvis en to gange to design er valgt (kokain ± behandling, saltvand ± behandling), en to-vejs ANOVA med passende post hoc analyse bør anvendes til at analysere disse data.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Resultaterne af en kokain selvforvaltning og afholdenhed eksperiment efterfulgt af en cue reaktivitet test fra en tidligere offentliggjort undersøgelse57 er vist i figur 1. Undersøgelse tidslinjen er afbildet i figur 1A.

Rotter individuelt overgang fra FR1 til FR5 som de opfylder kriterierne. Som operant betingning forløber i gruppen kokain-administration, øge rotter gradvist antallet af infusioner indtil de når et plateau (figur 1B). Inaktive løftestang presser fortsat konsekvent lav i både kokain-administration og forvaltning af saltvand grupper; forskelle i inaktive løftestang presser foreslå ændringer i motivation eller sundhed. Saltvand selvforvaltning fungerer som en kontrol i den saltvand ikke styrke; således må løftestang presser og infusioner ikke eskaleres fra dag 1 til dag 14 (ikke afbilledet). Hvis aktive løftestang presser i kokain-administrere gruppe tilbagegang mellem dag 1 og dag 14, kateteret har sandsynligvis mistet passage (også fremgår af metoden beskrevet taktfast 2.2.2), og dette dyr bør fjernes fra undersøgelsen. Dyr, der er statistiske outliers (som beregnes ved hjælp af en Dixon Q Test) bør også fjernes fra undersøgelsen.

Flere output foranstaltninger er indsamlet fra kokain cue reaktivitet test. For eksempel, skildrer figur 1 c antallet af håndtaget presser på den tidligere aktive løftestang. Rotter, som tidligere selvstændig administreres kokain bør tryk tidligere aktiv håndtaget langt mere end rotter, som selvstændig administreres saltvand. Og hvis en behandling er effektiv på formildende kokain cue reaktivitet, bør der også være en betydelig reduktion i antallet af tidligere aktiv løftestang presser i rotter, som fik kokain og behandling i forhold til rotter, som fik kokain og den køretøj (ikke afbilledet).

Andre målinger omfatter ventetid til første løftestang tryk (fig. 1 d), antallet af inaktive løftestang presser og antallet af cue præsentationer. Ændringer i ventetid til første løftestang presse kan overholdes; en øget ventetid til første løftestang presse kan tyde på at dyret er fysisk syg, eller at der er nedsat motivation for kokain. Passende kontrol for bevægeapparatet adfærd, såsom Rotarod eller åben mark opgaver, skal anvendes til at skelne mellem fysisk sygdom og ændringer i motivation.

Selvom man kan antage, at antallet af cue præsentation bør afspejles i antallet af tidligere aktive løftestang presser, er det ikke ofte tilfældet. Oftentimes tidligere aktiv løftestang presser er meget større end cue præsentationer. Rotter viser ofte perseverative tidligere aktiv løftestang presserende under timeoutperioden, angiveligt som svar på en undladelse af at modtage den forventede kokain stimulus.

Figure 1
Figur 1. Eksperimentelle tidslinje og repræsentative selvforvaltning og cue reaktivitet resultater. Dette tal er blevet ændret fra Miller mfl., 201657. (A) eksperimentelle tidslinjen som beskrevet i protokollen afsnit 3,4,5. (B) gennemsnitlige daglige aktive løftestang presser, inaktive løftestang presser og infusioner ± SEM for selvforvaltning uddannelse; selvforvaltning sessioner var 180-min hver dag i 14 dage i træk. Kokain blev oprindeligt leveret på en FR1 tidsplan for forstærkning indtil mødet kriterium, derefter en FR5 tidsplan blev indført. (C) gennemsnitlige løftestang presser på tidligere-aktive løftestang tryk ± SEM for 60-min cue reaktivitet test; en uparret, to-sidede t-test viser en signifikant forskel mellem kokain og saltvand selv administrerer rotter (t(30) = 14.82, ** p < 0,0001). (D) Gennemsnitlig ventetid til første løftestang tryk ± SEM for 60-min cue reaktivitet test; en uparret, to-sidede t-test viser ingen signifikant forskel mellem kokain og saltvand selv administrerer rotter (t(29) = 0.2758, p = 0.7847). Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Eksponering for narkotika-parret stikord og fysiologiske ændringer som reaktion på disse cues16 er forbundet med tilbagefald,11,16 og kokain cue reaktivitet test ansat over eventualforpligtelse præsenterer kokain-parret stikord i den fravær af narkotika; således fungerer stof-søgende adfærd i form af tidligere aktiv løftestang presser som en foranstaltning af tilbagefald sårbarhed. Cue reaktivitet protokollen beskrevet heri er en prækliniske hvorledes tilbagefald-ændring pharmacotherapies kan afprøves, og genetiske og miljømæssige faktorer, der bidrager til risiko for tilbagefald kan undersøges. Dette er en operant opgave for narkotika-søger opførsel, der flugter med mange egenskaber af menneskelige medikamenter og tilbagefald, og mange publikationer har optimeret vigtigste stof dosis og levering parametre samt vedtages passende kontrol for at etablere ansigt gyldighed og Translationel intelligent power28,36,37,39,51. Denne model er for nylig blevet offentliggjort i en undersøgelse af Miller mfl. undersøger brugen af en Peroxisom proliferator-aktiveret receptor gamma (PPARγ agonist som en Farmakoterapeutisk at dæmpe kokain cue reaktivitet57. Denne undersøgelse viste at pioglitazon (en PPARγ agonist) faldt lydhørhed over for kokain-parret stikord efter tvunget afholdenhed fra kokain selvforvaltning. Da pioglitazon er FDA-godkendt, Miller mfl. undersøgelsen bedt om en to-arm, dobbelt-blindt, randomiseret, placebo-kontrolleret pilot klinisk forsøg at undersøge effektiviteten af PPARγ agonisme i undertrykke kokain cue reaktivitet, impulsivitet og risikable beslutningstagning. Translationel merit og prædiktiv gyldigheden af den gnavere model understøttes af Schmitz mfl. publikation58 på denne pilotundersøgelse, hvori kokain-afhængige emner behandlet med pioglitazon udstillet en behandling x tid interaktion for reduceret selvrapporterede trang som målt ved de korte stof trang skala og en visuel Analog skala for trang58. Således viser pioglitazon løfte som et tilbagefald forebyggelse behandling for DRØV, overensstemmelse med Miller mfl. prækliniske data.

Denne rotte kokain cue reaktivitet test under afholdenhed sammenfatter kronisk menneskelige kokain er selvforvaltning med intermitterende kort (f.eks. 21 timer) og lange (f.eks. 30 dag) afholdenhed perioder, at give mulighed for at oprette parallelle datasæt mellem mennesker og gnavere modeller. Men denne protokol adskiller sig fra den mere omsiggribende extinction-genansættelse model, som måler medikamenter eller - søger efter en udryddelse processen og (typisk) en afholdenhed periode33,34,35 ,59. Selvom extinction-genindsættelse model holder forudsigende gyldighed33, har det også bemærkelsesværdige begrænsninger. Først, udryddelse processen skrider frem med re udsætter saltvand og kokain selv administrere grupper til selvforvaltning kontekst i mangel af lægemiddel armering60 som sjældent er sammenfattet i mennesker siden narkotikarelaterede stikord omfatter mood stater, steder og mennesker44— cues, som let ikke kan kopieres i en klinisk indstilling45,46,47. For det andet under den genindførelse oparbejde, rotter udviser lave niveauer for at skabe et gulv virkning, der undertrykker ens evne til at opdage virkninger af interventioner til at reducere stof-søgende adfærd33— et problem, der er løst ved at fjerne Extinction da udryddelse uddannelse falder reagerer. Nogle kan hævde, at den 60-min cue reaktivitet test session beskrevet ovenfor kunne tjene som en udslettelse session. Men den kendsgerning, at protokollen omfatter ikke-drug forstærkning, test session er ikke gentaget, og rotter opretholde motivation for efterfølgende selvforvaltning efter cue reaktivitet test tyder på at denne test design ikke fremkalde extinction 36.

Et yderligere problem er, om den relativt korte selvforvaltning sessionslængde ansat (180-min) er tilstrækkelig til at styrke efterfølgende selvforvaltning. Litteratur viser imidlertid, at dette regime konsekvent resulterer i en stabil mønster af rotte kokain selvforvaltning37,39,51,57,61, giver mindre variabilitet mellem dyr, som giver eksperimentatoren at sortere emner i selv-administration behandlingsgrupper, hvis det ønskes28,39,51,57. Men det skal bemærkes at kortvarige og kort session længde procedure ikke helt sammenfatte menneskelige selvforvaltning, hvor typisk binge-lignende mønstre opstå i kokain-afhængige fag62. Ikke desto mindre, hvis kontinuerlig selvforvaltning er tilladt i gnavere modeller, dødeligheden er ekstremt høje63.

Yderligere variabler til at overveje, er kokain dosis og infusion sats da disse påvirke sensibilisering af subjektive belønning svar. Hurtigere hastigheder infusion øge sensibilisering forstærkende virkninger af kokain, mens langsommere hastigheder formindske det64. Da dosis-afhængighed kurve for kokain selvforvaltning er en omvendt U-form og dosis påvirker antallet af infusioner pr. time55; den ovennævnte protokol bruger en dosis, som falder nær toppen af dosis-respons-kurve i både kortsigtede adgang og langsigtet adgang procedurer61 for at detektere forskydninger i antallet af infusioner. Modvægt grebene er et andet vigtigt kontrolelement til at sikre at rotterne ikke vise præference for en løftestang over den anden.

Figur 1 repræsentative resultater viser data fra mandlige, Sprague Dawley rotter. Historisk set har har disse undersøgelser været begrænset til mandlige rotter på grund af estrous cyklus virkninger på erhvervelse af kokain selvforvaltning65 og udryddelse/genansættelse66. Siden sex som en biologisk variabel er nu mandat til NIH-finansieret undersøgelser, er det blevet bydende nødvendigt at overvåge duft fase og test for sex forskelle i blandet sex undersøgelser, og som sådan statistisk power skal anses for alle eksperimentelle grupper. På en anden note, brug af en outbred rat stamme, såsom Sprague Dawley, er en fordel i, at det giver genetiske variation mere sammenlignelig med den menneskelige befolkning — selvom selv outbred gnaver stammer ikke kan fuldt sammenfatte de forskellige genetiske påvirkninger tanke at ligge til grund for vanedannende-lignende adfærd i mennesker67. Endelig, alder af indledende kokain eksponering er en vigtig overvejelse. Hos rotter viser eksponering for kokain i løbet af ungdomsårene resultater i en aircondition sted præference, der kræver et større antal extinction forsøg at slukke68, tyder på, at de unge rotter større persistens af kokain-søger adfærd. Prænatal og tidlige postnatal eksponering for kokain vil således sandsynligvis ændre kokain cue reaktivitet.

Fordi udryddelsen ikke er målet med cue reaktivitet test, er en begrænsning at opgaven ikke kan vurderes gentagne gange eller over lange varigheder, ellers dyret vil slukke bindingen af kokain (primære) reinforcer med diskrete cue komplekse ( aircondition forstærkere). Derfor, pleje skal tages, når designe eksperimentet at sikre, at denne udryddelse ikke forekommer. Men en fordel af denne opgave er at de præcise biokemiske forandringer som følge af eksponering for kokain-parret stikord kan blive belyst ved hjælp af denne procedure. En anden begrænsning til opgaven er, at det kun virker for positive forstærkere, selvom dette er en begrænsning, der er fælles for mange modeller for narkotika misbrug. Kritiske trin i protokollen omfatter vedligeholdelse af kateter passage (trin 2.2), erhvervelse af selvforvaltning (trin 3.2), passende distribution af rotter i behandlingsgrupper, hvis det ønskes, at statistisk svarer til infusioner og antallet af løftestang presser (trin 3.2.6), og rette software programmering i hele til at sikre, at diskrete stikord er præsenteret og parret med kokain stimulus under selvforvaltning træning og cue reaktivitet test (trin 3.1, 5.1). Som med andre tilbagefald sårbarhed modeller er det bydende nødvendigt at opnå en rimelig længde af afholdenhed at undgå gulv og loft effekter på med at reagere under cue reaktivitet test33,34 (trin 4). The most sandsynligvis komplikationer til møde med denne procedure er 1) tab af kateter passage forhindrer erhvervelse af selvforvaltning, 2) forkert fordeling af gnavere i behandlingsgrupper efter selvforvaltning uddannelse og før cue reaktivitet test, forårsager en Type 1 eller Type 2 fejl, og 3) utilstrækkelig afholdenhed at fastslå forskelle i reaktion mellem grupper. Disse kan løses ved daglig vurdering af selvforvaltning ydeevne, regelmæssig kateter flushes, tildeling til post hoc analysegrupper efter afvejning for selvforvaltning ydeevne og pilot forsøg fastlæggelse af passende afholdenhed varighed for gnavere stamme, alder, selvforvaltning sessionslængde og varighed, narkotika, dosis af medicin, narkotika infusion varighed og sex.

Denne fremgangsmåde kan udvides til mange gnaver stammer, herunder mus69, og enhver model, som indebærer parring af en primær givende reinforcer med diskrete stikord (aircondition forstærkere). Alternative primære forstærkere omfatte andre narkotika klasser, højt fedtindhold fødevarer og andre velsmagende belønninger69,70. Endelig, translationel relevansen af denne model er blevet påvist ved at tage frem en FDA-godkendt intervention testet på rotter til CUD forsøgspersoner, som resulterede i nedsat kokain trang. Således, den kokain cue reaktivitet test efter kokain selvforvaltning og afholdenhed holder løfte som en translationel gnaver model.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingen interessekonflikter at videregive.

Acknowledgments

Alle adfærdsmæssige test blev udført i University of Texas Medical gren (UTMB) gnaver In Vivo evaluering (RIVA) kernen, instrueret af Dr. Kelly Dineley og rummede inden for Center for afhængighed forskning, instrueret af Dr. Kathryn Cunningham. Støtte til dette arbejde kom fra Peter F. McManus Charitable Trust, National Institute of Environmental Health Sciences Center for miljømæssige toksikologi på UTMB (T32ES007254), Institut for Translationel videnskab på UTMB (UL1TR001439), Mitchell Center for Neurodegenerative sygdomme, og Center for afhængighed forskning på UTMB (DA007287, DA070087 og pilotundersøgelse midler).

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

Neurovidenskab sag 136 kokain stof brug lidelse selvforvaltning Cue reaktivitet Rats afholdenhed Cue tilbagefald Operant conditioning stofmisbrug narkotika-søger translationel
En protokol til måling af Cue reaktivitet i en rotte Model af kokain brug lidelse
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