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 protokoll for å måle Cue reaktivitet i en rotte modell av kokain bruk 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

Stikkordet reaktivitet er begrepsfestet som følsomhet for signaler knyttet til narkotika-tar erfaringer som bidrar til begjær og tilbakefall i avholdende mennesker. Stikkordet reaktivitet er modellert i rotter ved å måle attentional retning mot narkotika-assosiert signaler som resulterer i appetitive tilnærming atferd i en bunke reaktivitet test etter selv-administrasjonen og tvunget avholdenhet.

Abstract

Kokain bruk lidelse (CUD) følger en bane av repeterende selv-administrasjonen som tidligere nøytral stimuli får insentiv verdi. Stikkordet reaktivitet, følsomhet for signaler tidligere koblet med narkotika-tar erfaring, spiller en fremtredende rolle i menneskets trang under avholdenhet. Stikkordet reaktivitet kan vurderes som attentional retningen mot narkotika-assosiert bunker målbare som appetitive tilnærming atferd i både preklinisk og menneskelige studier. Dette dokumentet beskriver en vurdering av stikkordet reaktivitet i rotter opplært til selv-administrere kokain. Kokain selv-administrasjonen er sammenkoblet med presentasjon av diskrete signaler som betinget reinforcers (dvs.hus lys stimulans lys, infusjon pumpe lyder). Etter en periode med avholdenhet måles spaken presser i kokain selv-administrasjonen sammenheng med diskret signaler tidligere sammen med kokain infusjon som stikkordet reaktivitet. Denne modellen er nyttig å utforske nevrobiologiske mekanismer underliggende stikkordet reaktivitet prosesser samt for å vurdere farmakoterapi for å undertrykke stikkordet reaktivitet og derfor endre tilbakefall sikkerhetsproblemet. Fordeler med modellen inkluderer relevansen translasjonsforskning og ansiktet og prediktiv validities. Den største begrensningen av modellen er at cue reaktivitet oppgaven kan bare utføres sjelden og må bare brukes i kort varighet (f.eks. 1 time), ellers rotter vil begynne å slukke sammenkoblingen av diskrete signaler med kokain stimulans. Modellen er utvidbart til noe positivt forsterkende stimulans sammen med diskret signaler; men særlig aktuelt for narkotiske stoffer, kan denne modellen holde fremtidige anvendelser i felt som fedme, der velsmakende mat belønninger kan fungere som positiv forsterkning stimuli.

Introduction

Kokain bruk lidelse (CUD) følger en bane av repeterende selv-administrasjonen som tidligere nøytral stimuli få incentiv verdien1. Stikkordet reaktivitet er følsomhet for signaler tidligere koblet med narkotika-tar erfaring, og det spiller en viktig rolle i menneskets trang2,3,4,5. Risikoen for progresjon til CUD, samt tilbakefall under avholdenhet, antas å være høyere for enkeltpersoner som uttrykker høy følsomhet for narkotika-assosiert stikkordene6,7. Både miljø sammenhenger (f.eks, mennesker, bygninger, musikksjangere) og diskret narkotika-assosiert stimuli (f.eks, brukerutstyr) bli forbundet med kokain belønningen; eksponering for disse stikkordene kan utløse endringer i eksterne fysiologi (f.eks, hjertefrekvens, hudtemperatur og motstand huden), hjernens plastisitet og hjernen funksjonelle tilkobling2,8,9 ,10. Med andre ord, aktiverer re-eksponering mot kokain-assosiert stikkordene limbiske corticostriatal kretser å fremkalle betinget fysiologiske og subjektive svar som driver appetitive tilnærming (narkotika-søker) atferd11,12 ,13,14,15.

Stikkordet reaktivitet målt med funksjonell hjernen imaging analyser er prediktive for tilbakefall sikkerhetsproblem i fag med CUD16. Stikkordet reaktivitet målinger på gnager modeller tjene som et surrogatmål for tilbakefall risiko og kan utnyttes for translational studier. Dermed farmakoterapi at reduseres signalet reaktivitet i gnagere kan være båret frem som tilbakefall behandling i menneskets kliniske forsøk. Prekliniske modeller med nødvendig translasjonsforskning fortjeneste og prediktiv validitet er spesielt viktig siden det finnes ingen FDA-godkjent farmakoterapi for CUD17.

Gnager selv-administrasjonen prosedyren er gull standard, translasjonsforskning modell med prediktiv validitet menneskelige narkotika tar18 og kritisk viktig å forstå den molekylære og fysiologiske prosesser underliggende CUD. Response -uavhengige levering av kokain resultater i forskjellige opptreden, molekylær og nevrokjemiske effekter i forhold til svar -avhengige kokain eksponering; f.eks., response -uavhengig kokain levering fremkaller betydelig høyere dødelighet19. Videre nevrokjemiske konsekvensene av avholdenhet fra response -avhengige kokain selv-administrasjonen er forskjellig fra de utløst av avholdenhet svar -uavhengig kokain levering20, 21. dermed CUD modeller basert på svar -avhengige levering av kokain er overlegen translasjonsforskning modeller når vurdere stikkordet reaktivitet og tilknyttede virkningsmekanismer.

I protokollen skissert nedenfor, er kokain levert intravenøst gjennom en iboende intra jugulare kateter. Men har alternative metoder til selv-administrere stoffet via muntlig og innånding blitt utviklet. Viktigere, kontrollere gnagere levering av stoffet, tilsvarende mennesker, gjennom operant svar. Derfor er det høy overensstemmelse mellom narkotika selv administrert av gnagere og mennesker22. Prekliniske narkotika selv-administrasjonen fremgangsmåten nedenfor bruker spaken trykke, forsterket av narkotika-leveranser, motivere svarprosenten høyere enn kjøretøy kontroll. Narkotika-søker atferd er opplært av paring opprinnelig "nøytral" signaler (f.eksen stimulans lys eller tone og kontekstuelle miljø der kokain selv-administrasjonen oppstår) med kokain infusjon; Disse pekepinner blitt betinget reinforcers (til gjennomgang: Cunningham & Anastasio, 201423). Etterfølgende re-eksponering mot kokain-assosiert stikkordene utløser narkotika-søker atferd i Red (dvs.forsøk på å levere kokain gjennom å trykke spaken for tidligere aktive) samt craving og tilbakefall CUD fag24, 25 , 26 , 27.

Vanligvis utnytte prekliniske gnager studier av narkotika-søker atferd etter kokain selv-administrasjonen utryddelse opplæring og/eller narkotika reinstatement utført i narkotika-assosiert miljø28,29, 30 , 31 , 32. presser tidligere aktive spaken, i fravær av medikamenter og/eller stikkordet levering, vanligvis utgjør mål på reinstatement følge utryddelse33,34,35. Tvert imot, er cue reaktivitet narkotika-søker atferd vurdert følgende tvunget avholdenhet uten forutgående utryddelse trening28,36,37,38,39 .

Utfallsmål og eksperimentelle variabler er nøye valgt og validert for å analysere ulike aspekter av nevrobiologi av narkotika-søker og tilbakefall-lignende oppførsel, og det er godt etablert at neuroadaptations varierer mellom modeller med og opplæring 40,41,42,43uten extinction. Videre fra en translational perspektiv gjenspeiles gnager utryddelse trening ikke i klinisk innstillinger for CUD siden narkotikarelaterte signaler er humøret stater, steder og folk44; den unike kombinasjonen av disse pekepinner er sannsynlig ikke tilgjengelig i en klinisk miljø45,46,47. Dermed fungerer gnager modellen beskrevet her som en bedre parallell til den menneskelige tilstanden enn mange av modellene tilgjengelig.

Følgende beskriver en validert kokain selv-administrasjonen trening, tvunget avholdenhet og stikkordet reaktivitet test protokollen for rotter. Kort, rotter er implantert med intra jugulare katetre, trent til selv-administrere kokain eller saltvann via 'aktiv' lever trykk, og mottak av kokain eller saltvann stimulans er sammenkoblet med diskret lys og lyd signaler som fungerer som betinget reinforcers. Etter 14 dager av kokain selv administrasjon, rotter er utsatt til 30 dagers tvunget avholdenhet og en påfølgende 60 minutters stikkordet reaktivitet test som lever trykke måles. Stikkordet reaktivitet testen er et surrogatmål for kokain tilbakefall sikkerhetsproblem i mennesker.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alle dyr manipulasjoner utføres i samsvar med Guide og bruk av forsøksdyr (2011) og med godkjennelse fra institusjonelle Animal Care og bruk komiteen.

1. dyr

  1. Acclimate hannrotter Sprague Dawley ca 8-9 ukers alder (250-260 g) i minimum syv dager i en koloni rom opprettholdt på 21-23 ° C og 45-50% fuktighet på en 12 h lys og mørke syklus (lys på 6:00-18:00 h).
  2. Huset rotter to / bur og håndtere daglig gjennom hele studiet. Skaffe mat og vann annonse libitum i hjem buret i alle faser av studien.
    Merk: Maten begrensningen øker saliency av kokain belønning48potentiates Kokaininduserte locomotor aktivitet49, og fungerer som en stressor reinstatement50 og dermed kan også innvirkning stikkordet reaktivitet.
  3. Tilfeldig tilordne rotter til saltvann eller kokain behandlingsgrupper.

2. kirurgi

  1. Plasser rotte under anestesi en cocktail med 8,6 mg/kg av xylazine, 1.5 mg/kg av acepromazine og 43 mg/kg av ketamin suspendert i bakteriostatisk saltvann. Bekreft at rotta er tilstrekkelig anesthetized ved pinching sin tå og overvåke motor reflekser og åndedrett. Bruke ophthalmica salve direkte til øynene til unngå øye tørrhet.
    Merk: Hvis rotta ikke er tilstrekkelig anesthetized det vil vise motor svar på tå klemme og rottas pustefrekvens kan raskt øke.
    1. Bruker steril teknikk mens rotta er under anestesi, implantatet en intravenøs kateter i vena jugularis koblet til en tilbake montere med en kanyle. Etter kirurgisk implantasjon, tillate rotter til å gjenopprette for 5-7 dager 28,36,37,51.
      Merk: Intravenøs ruten av kokain selv-administrasjonen i mennesker gir rask økning i hjernen kokain nivåer52,53. Dermed i en av variantene vanligste preklinisk, er rotter opplært til selv-administrere kokain via en intra jugulare kateter.
  2. Opprettholde kateter patency med daglige flush med en løsning på 0,1 mL bakteriostatisk saltoppløsning inneholder heparin natrium (10 U/mL), streptokinase (0.67 mg/mL) og ticarcillin disodium (66.67 mg/mL). Starte kateter rødme dagen etter operasjonen og fortsette hver dag etter selv-administrasjonen økter.
    1. Fylle en sprøyte med løsningen og koble tilbake fjellet til sprøyten via polyetylen rør å skylle.
    2. Kontroller riktig kateter funksjonen periodisk hele eksperimentet av intravenøs administrasjonen av 10 mg/kg av methohexital natrium.
      Merk: Dette er en dose tilstrekkelig til å bedøve kort dyret når administrert intravenøst.

3. selv-administrasjonen

  1. Bruke programvare programmering for å generere 4 separate programmer som beskrevet nedenfor.
    1. Koden to programmer for selv-administrasjonen på et fast forhold (FR) 1 tidsplan, dvs., hvor en aktiv spaken trykk resulterer i en infusjon. Programmet #1, kode venstre spaken som aktive spaken; for #2-programmet koden høyre spaken som aktive spaken. Konstruere begge programmene 180-minutters lengde og levere kokain stimulans og diskrete signalet komplekse på følgende måte:
      1. Har en aktiv spaken trykk årsaken samtidig belysning av både huset lyset og stimulans lys over aktive spaken.
      2. Etter en 1-s forsinkelse, har infusjon pumpen levere 0,1 mL løsning over 6-s.
      3. Har stimulans lys slås av etter 7-s (inaktivere samtidig som infusjon pumpen).
      4. Har huset lyset slår seg av etter 27-s, med de siste 20-s indikerer en tidsavbruddsperiode som aktive spaken presser har ingen planlagte konsekvenser, men dette er fortsatt registrert.
      5. For data produksjon, samle infusjoner, aktive spaken presser, inaktive lever presser og ventetid første aktive spaken pressen.
    2. Code to flere programmer for selv-administrasjonen på en FR5 planlegge, dvs., hvor fem lever presser resultatet i en infusjon. Igjen, gjør ett program med aktive spaken venstre og ett program med aktive spaken som høyre. Gjør begge programmer 180-minutters lengde, og levere reinforcer og diskrete signalet komplekse på følgende måte:
      1. Har fem aktive spaken presser årsaken samtidig belysning av både huset lyset og stimulans lett over aktive spaken.
      2. Gjenta trinn 3.1.1.2 gjennom 3.1.1.5.
  2. Selv-administrasjonen opplæring
    1. Forberede kokain løsningen daglig i sterilt 0,9% NaCl til en dose 0,75 mg/kg/0.1 mL.
      Merk: Over varigheten av hver 180 min selv-administrasjonen økt, rotter administrere omtrent 4-5 mL av kokain løsning, dermed for å forberede i overkant, forventer ca 8 mL/rotte daglig.
    2. Fyll kateter sprøyten (10 mL) med minst 8 mL av kokain eller saltvann. Kontroller at kokain/saltløsning strømmer, sprøyter inn infusjon pumpen og koble til polyetylen slangen omsluttet av metall våren bånd ved starten av hver selv-administrasjonen økt. Nøye justere sprøyten hver infusjon pumpen slik at løsningen er jevnt og fullført distribuert polyetylen slangen før feste til hver kateter.
    3. Sted rotter i respektive standard kan opereres forfatning kamre ligger i ventilert, lyd-demping avlukker med fans. Konsekvent plasserer hver rotte i samme operant kammeret og holde aktiv spaken på samme side gjennom alle eksperimentene. Motvekt tildeling av rotter mellom venstre og høyre aktiv spaker.
      Merk: Hvert kammer er utstyrt med en pellet receptacle flankert av to uttrekkbar svar spaker, en stimulans lys over hvert svar spaken og huset lys overfor spakene. Kokain/saltvann sprøyter er koblet til en 23g p (arkivert for å unngå poking rør) knyttet til polyetylen rør encased innsiden metall våren bånd som kobles til hver rotte kateter og drives på en flytende dreies. Sprøyter plasseres i infusjon pumper ligger tilstøtende til cubicle.
    4. Tog rotter å lever Trykk for kokain infusjoner (0,75 mg/kg/0.1 mL infusjon) eller saltvann infusjoner (0,1 mL) under daglig 180-min økter med etablerte metoder28,36,37,51.
      Merk: Denne opplæringen er utført ved å plassere rotta i operant kammeret og la det til spaken pressen. å trykke spaken aktive vil resultere i mottak av diskrete signalet komplekse og kokain infusjon, mens å trykke inaktive spaken bærer ingen planlagte konsekvenser.
      1. Planlegge avslutningene på aktive lever resultatet i leveringen av en kokain eller saltvann infusjon over en 6-s periode sammen samtidig med belysning av huset lys og stimulans lett over aktive spaken og aktivering av infusjonen pumpen (dette er den diskret stikkordet kompleks med kokain levering); inaktive lever presser produserer ingen planlagte konsekvenser. Etter reinforcer (kokain) levering, stimulans lys samt infusjon pumpen er inaktivert; huset lyset forblir på for en ekstra 20-s å angi en tidsavbruddsperiode som lever presser har ingen planlagte konsekvenser.
        Merk: En beskrivelse av hvordan du konfigurerer dette finnes i trinn 3.1.1.1-3.1.1.4
    5. Ved ferdigstillelse av 180-minutters økten, Fjern hver rotten fra sin kan opereres forfatning kammer og tømme sin kateter (trinn 2.2). Rengjør kamrene mellom økter, tørke hver overflaten med en 70% etanol løsning.
      Merk: Rotter mottar kokain i selv-administrasjonen økt kan være vanskelig å fjerne fra kammeret og er mer sannsynlig å være aggressiv. Bruk langsom, forsiktig bevegelser koble hver rotten fra tjore.
    6. Trener rotter opp på en FR1 oversikt over forsterkning og fremdriften til en FR5 tidsplan etter å oppnå et kriterium for syv infusjoner/h med mindre enn 10% variasjon i antall infusjoner per økt til tre dager. Fortsette selv-administrasjonen økter til rotter har nådd totalt 14 dager selv-administrasjonen trening.
      Merk: Dette er en variant av operant læring; noen protokoller foretrekker å ha rotter forblir på FR1 gjennom hele eksperimentet. Endringer i fast forhold tidsplan fra FR1 til FR5 påvirker ikke antallet av infusjoner et dyr self-administers54,55. Imidlertid øke størrelsen på fast forhold bidrar til å sikre stabilitet svarer i rotte, og kan øke saliency til belønning56. I tillegg hvis en behandling under tvunget avholdenhet, rotter burde pseudo-tilfeldig tilordnes behandlingsgrupper ved å oppnå stabilitet (mindre enn 10% variasjon i antall infusjoner per økt minimum av 3 dager) på FR5 tidsplanen. I tillegg vil saltvann rotter ikke videre fra FR1 til FR5, som saliency av saline ikke er tilstrekkelig for å oppnå stabiliteten som kreves til videre fra FR1 til FR5.

4. tvunget avholdenhet

  1. Plasser rotter i tvunget avholdenhet for 30 dager. dvs ikke gi rotter muligheten til selv-administrere kokain eller saltvann for en varighet på 30 dager. Viktigere, i denne perioden ikke Returner rotter til operant kamrene (tidligere sammenheng med selv-administrasjonen). Imidlertid fjerne rotter fra hjem bur for daglig behandling og veier, som et mål på generelle helse.
    Merk: Varigheten av tvunget avholdenhet kan endres, men det er viktig å velge en varighet som er tilstrekkelig til å unngå tak og gulv. Faktorer å være bevisste på når du velger varigheten av tvunget avholdenhet perioden er gnager belastning, alder, selv-administrasjonen innloggingstid og varighet, narkotika, narkotika dose og infusjonen varighet og sex av dyret.

5. kokain Cue reaktivitet

  1. Kode to programmer for stikkordet reaktivitet aktiviteten FR1 tidspunktet; ett program med venstre spaken aktive spaken, og med den høyre spaken som aktive spaken. Konstruere hvert program å samle spaken trykke data for 60 minutters og levere diskrete signalet kompleks som beskrevet nedenfor.
    1. Gjenta trinn 3.1.1.1-3.1.1.4
    2. For data produksjon, samle stikkordet presentasjoner (tidligere kjent som infusjoner), tidligere-aktiv spaken presser, inaktive lever presser og ventetid første spaken pressen.
  2. Kokain Cue reaktivitet Test økt
    1. Vurdere stikkordet reaktivitet på dag 30 tvunget avholdenhet i en 60 minutters operant test økt. Rave for rotter å lette rask halshogging og hjernen harvest. Viktigere for stikkordet reaktivitet testen, ikke plass sprøyten i infusjon pumpen slik at lyden av infusjonen pumpen fungerer som en auditory stikkordet men ingen kokain forsterkning leveres.
      Merk: Bunken reaktivitet kan vurderes om dager enn dag 30 tvunget avholdenhet, men det faktum at respons på kokain-sammenkoblet signaler varierer over tid34 bør holdes i bakhodet når du velger dato for stikkordet reaktivitet testen.
    2. Plasser hver rotte i selv-administrasjonen kammer som det var utdannet og tether til sin kanyle som under den daglige selv-administrasjonen økter. Presser på lever som tidligere levert kokain eller saltvann nå bare forsterket av levering av atskilt bunke komplekset (dvs., stimulans lys og huset er opplyst, og infusjonen pumpen aktiveres) på en FR1 tidsplan (dvs., diskrete signalet komplekse presenteres per aktiv spaken trykk); teller stikkordet presentasjoner og tidligere aktive spaken presser under en 60 minutters økt, og også ta antall inaktive lever presser. Men som med selv-administrasjonen, produsere inaktive lever presser ingen planlagte konsekvenser.
      Merk: En ekstra kontroll alternativet er å registrere tidligere aktive og inaktive lever presser i fravær av planlagte konsekvenser (dvs., ingen diskrete signalet komplekse reinforcer).
    3. Ved ferdigstillelse av stikkordet reaktivitet test økt, umiddelbart euthanize rotter å fange biokjemiske effekten av re-eksponering mot kan opereres forfatning kammer og diskrete signalet komplekse.

6. datainnsamling, organisasjon og analyse

  1. Bryt ned data inn i tre konvensjonelle Kategorier: generell helse, selv-administrasjonen og stikkordet reaktivitet.
    1. Overvåke generell helse (f.eks., dyr vekt, pels tilstand) hele eksperimentet, og dyr med veterinær omsorg, om nødvendig, eller fjerne fra studien Hvis spaken trykke vises berørt av helse.
    2. Samle selv administrasjonsdata i 14 dager selv-administrasjonen. Bruke en kort, tosidige t-testen til å finne statistiske forskjellen kokain og saltvann selv-administrasjonen grupper for antall infusjoner, aktive spaken presser, inaktive lever presser og ventetid første aktive spaken pressen.
      Merk: Selv-administrasjonen dataene skal analyseres før tvunget avholdenhet hvis man ønsker å studere effekten av en behandling under tvunget avholdenhet på stikkordet reaktivitet (slik at grupper kan ha en lik gjennomsnitt av infusjoner, samt aktive og inaktive spaken presser). Hvis en to-av-to design er valgt (kokain ± behandling, saltvann ± behandling), bør en toveis VARIANSANALYSE med riktig post hoc analyse brukes til å analysere dataene.
    3. Stikkordet reaktivitet data å samle og analysere for antall cue presentasjoner, tidligere-aktiv spaken presser, inaktive lever presser og ventetid til første spaken trykk. Også analysere disse dataene med en kort, tosidige t-test til å finne forskjellen dyrene selv administrere kokain og de selv administrere saltvann.
      Merk: Igjen, en to-av-to design velges (kokain ± behandling, saltvann ± behandling), en toveis VARIANSANALYSE med riktig post hoc analyse bør brukes til å analysere dataene.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Resultatene av en kokain selv-administrasjonen og avholdenhet eksperiment etterfulgt av en stikkordet reaktivitet test fra en tidligere publisert studie57 er vist i figur 1. Studien tidslinjen er avbildet i figur 1A.

Rotter individuelt overgang fra FR1 til FR5 som de oppfyller kriteriene. Som kan opereres forfatning fortsetter i gruppen administrasjon av kokain, øke rotter gradvis antall infusjoner før de nå platå (figur 1B). Inaktive lever presser forblir gjennomgående lav i både kokain-administrasjon og administrering av saline grupper; forskjeller i inaktive lever presser foreslå endringer motivasjon eller helse. Saltvann selv-administrasjonen fungerer som en kontroll ved at saltvann ikke forsterker; dermed Videresend lever presser og infusjoner ikke fra dag 1 dag 14 (ikke avbildet). Hvis aktiv spaken presser til administrasjon av kokain gruppe nedgang mellom dag 1 og dag 14, kateter sannsynlig mistet patency (også dokumentert av metoden beskrevet i trinn 2.2.2), og dette dyret bør fjernes fra studien. Dyr som er statistisk outliers (som beregnet benytter en Dixon's Q Test) bør også fjernes fra studien.

Flere utgang mål er samlet fra kokain stikkordet reaktivitet testen. For eksempel viser figur 1 c antall spaken presser tidligere aktive spaken. Rotter som tidligere selv-administrert kokain trykker tidligere aktive spaken mye mer enn rotter som selv-administrert saltvann. Og, hvis en behandling effektiv på demping kokain stikkordet reaktivitet, det bør også være en betydelig reduksjon i antall tidligere aktive spaken presser i rotter mottatt kokain og behandling sammenlignet med rotter mottatt kokain og kjøretøy (ikke avbildet).

Andre mål inkluderer ventetid første spaken trykk (figur 1 d), antall inaktive lever presser og antall cue presentasjoner. Endringer i ventetid første spaken pressen kan observeres; en økt ventetid første spaken pressen kan foreslå at dyret er fysisk syk eller at det er redusert motivasjon for kokain. Aktuelle kontroller for locomotor opptreden, som Rotarod eller åpen aktivitetene, bør brukes til å skille mellom fysisk sykdom og endringer i motivasjon.

Men en kan anta at antall cue presentasjonen bør gjenspeiles i antall aktive spaken presser, er dette ikke ofte tilfelle. Ofte tidligere-aktiv spaken presser er mye større enn stikkordet presentasjoner. Rotter viser ofte perseverative tidligere aktive spaken trykke under tidsavbruddsperioden, tilsynelatende svar til feil for den forventede kokain stimulans.

Figure 1
Figur 1. Eksperimentell tidslinjen og representant selv-administrasjonen og stikkordet reaktivitet resultater. Dette tallet har blitt endret fra Miller et al., 201657. (A) eksperimentelle tidslinje som beskrevet i protokollen deler 3,4,5. (B) gjennomsnittlig daglig aktive spaken presser og inaktive lever presser infusjoner ± SEM for selv-administrasjonen trening; selv-administrasjonen øktene var 180-min hver dag for 14 sammenhengende dager. Kokain ble opprinnelig levert på en FR1 tidsplan forsterkning til møte kriterium, deretter en FR5 tidsplan ble introdusert. (C) gjennomsnittlig spaken presser på tidligere aktive spaken trykk ± SEM for 60 minutters stikkordet reaktivitet test; en kort, tosidige t-test viser en betydelig forskjell mellom kokain og saltvann selv administrere rotter (t(30) = 14.82, ** p < 0,0001). (D) Gjennomsnittlig ventetid til første spaken trykk ± SEM for 60 minutters stikkordet reaktivitet test; en kort, tosidige t-test viser ingen signifikant forskjell mellom kokain og saltvann selv administrere rotter (t(29) = 0.2758, p = 0.7847). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Eksponering for narkotika-sammenkoblet stikkordene og fysiologiske endringer i respons til disse stikkordene16 er forbundet med tilbakefall,11,16 og kokain stikkordet reaktivitet testen ansatt over contingently presenterer kokain-sammenkoblet bunker i den fravær av narkotika; dermed fungerer narkotika-søker atferd i form av tidligere aktive spaken presser som et mål for tilbakefall sikkerhetsproblemet. Stikkordet reaktivitet protokollen beskrevet her er et prekliniske som tilbakefall-modifisere farmakoterapi kan testes og genetiske og miljømessige faktorer som bidrar til tilbakefall risiko kan undersøkes. Dette er en operant oppgave for narkotika-søker atferd som passer med mange egenskaper for menneskelig narkotika-tar og tilbakefall, og mange publikasjoner har optimalisert viktige stoffet dose og levering parametere samt vedtatt aktuelle kontroller for å etablere ansikt gyldigheten og translasjonsforskning forutsigende makt28,36,37,39,51. Denne modellen har nylig blitt publisert i en studie av Miller et al. undersøker bruken av en peroxisome proliferator-aktivert reseptor gamma (PPARγ Agonistiske som en Farmakoterapeutisk å attenuere kokain stikkordet reaktivitet57. Denne studien viste at pioglitazone (en PPARγ Agonistiske) redusert responstid for kokain-sammenkoblet signaler etter tvunget avholdenhet fra kokain selv-administrasjonen. Siden pioglitazone er FDA-godkjent, Miller et al. studien bedt om en to-arm, dobbelt-blind, randomisert, placebo-kontrollert pilot kliniske undersøke effektiviteten av PPARγ agonism i undertrykke kokain stikkordet reaktivitet, impulsivitet og risikabelt beslutninger. Translasjonsforskning merit og prediktiv validitet av gnager modellen støttes av Schmitz et al. publikasjonen58 på denne pilotstudie der kokain-avhengige personer behandlet med pioglitazone viser en behandling x tid samhandling for redusert egenrapporterte craving målt ved kort stoff Craving skalaen og en visuell Analog skala for craving58. Dermed viser pioglitazone løfte som tilbakefall forebygging behandling for CUD, samsvar med Miller et al. prekliniske data.

Testarbeidet rotte kokain stikkordet reaktivitet under avholdenhet viser kronisk menneskelige kokain selv administrasjon med intermitterende kort (f.eks 21 timers) og lange (f.eks 30 dagers) avholdenhet perioder, gir muligheten til å lage parallell datasett mellom mennesker og gnager modeller. Denne protokollen er imidlertid fra mer gjennomgripende utryddelse-reinstatement modellen som måler tidspunkt stoffet-tar eller - søker etter en utryddelse prosess og (vanligvis) en avholdenhet perioden33,34,35 ,59. Om utryddelse-reinstatement modellen holder prediktiv validitet33, har det også bemerkelsesverdig begrensninger. Først fortsetter utryddelse prosessen med å utsette saltvann og kokain selv administrere grupper til selv-administrasjonen konteksten i fravær av narkotika forsterkning60 som er sjelden recapitulated hos mennesker siden narkotikarelaterte signaler humøret stater, steder og folk44-signaler som lett ikke kan kopieres i en klinisk setting45,46,47. Andre under gjenoppretting prosessen, rotter viser lave nivåer av svarer skaper en etasje effekt som undertrykker ens evne til å påvise effekter av tiltak for å redusere narkotika-søker atferd33-et problem som kan løses ved å fjerne utryddelse siden utryddelse trening synker å svare. Noen kan hevde at 60 minutters stikkordet reaktivitet test økt beskrevet ovenfor kan tjene som en utryddelse økt. Men det faktum at protokollen inkluderer ikke-stoff forsterkning, testen økt er ikke gjentas, og rotter opprettholde motivasjon for påfølgende selv-administrasjonen etter stikkordet reaktivitet testing antyder at denne testen design ikke induserer utryddelse 36.

Et ytterligere problem er om relativt kort selv-administrasjonen økt lengden ansatt (180-min) er tilstrekkelig til å forsterke senere selv-administrasjonen. Litteratur viser imidlertid at dette diett konsekvent resultater i et stabilt mønster av rotte kokain selv-administrasjonen37,39,51,57,61, gir mindre variasjon mellom dyr som lar eksperimentator sortere fag i post-selv-administrasjon behandlingsgrupper, om ønskelig28,39,51,57. Men det bør bemerkes at kort varighet og kort økt lengde prosedyren ikke helt er recapitulate menneskelige selv-administrasjonen, der vanligvis overstadig-lignende mønstre dukke opp i kokain-avhengige fag62. Likevel, hvis kontinuerlig selv-administrasjonen er tillatt på gnager modeller, dødelighet er ekstremt høy63.

Flere variabler å vurdere er kokain dose og infusjonen rate siden dette påvirke sensibilisering av subjektive belønning respons. Raskere hastigheter på infusjonen øke allergi til forsterkende effekter av kokain, mens lavere hastigheter redusere den64. Siden dose-hvordan kurven for kokain selv administrasjon er en invertert U form og dose påvirker antall infusjoner per time55; protokollen ovenfor bruker en dose som faller nær toppen av kurven dose-respons i både kortsiktige tilgang og langsiktig tilgang prosedyrer61 for å oppdage endringer i antall infusjoner. Counterbalancing spakene er en annen viktig kontroll for å sikre at rottene ikke viser preferanse for en lever over den andre.

Figur 1 representant resultatene viser data fra, Sprague Dawley hannrotter. Historisk har disse studiene vært begrenset til hannrotter på grunn av estrous syklusens effekter på oppkjøp av kokain selv-administrasjonen65 og utryddelse/gjeninnsettelse66. Siden sex som en biologisk variabel er nå obligatorisk for NIH-finansierte studier, har det blitt nødvendig å overvåke estrous scenen og teste Kjønnsforskjeller i blandet sex studier og, som sådan, statistisk styrke må vurderes for alle eksperimentelle grupper. På et annet merke, bruk av en outbred rat belastning, for eksempel Sprague Dawley, er gunstig i at det gir genetisk variasjon mer sammenlignbart med den menneskelige befolkningen, men selv outbred gnager stammer ikke kan fullt er recapitulate ulike genetisk påvirkninger tanken til populasjonsgjennomsnittet vanedannende-lignende atferd i mennesker67. Til slutt, første kokain eksponering er en viktig faktor. Rotter demonstrerer eksponering for kokain i løpet av ungdomsårene resultater i en betinget sted preferanse som krever et større antall utryddelse forsøk å slukke68, tyder på at ungdom rotta større utholdenhet av kokain-søker oppførsel. Dermed vil prenatal og tidlig postnatal eksponering for kokain trolig endre kokain stikkordet reaktivitet.

Fordi utryddelse ikke er målet med stikkordet reaktivitet testing, er en begrensning at oppgaven ikke vurderes gjentatte ganger eller over lang varighet, ellers dyret vil utrydde sammenkoblingen av kokain (Primær) reinforcer med den diskrete signalet komplekse ( betinget reinforcers). Derfor, må utvises når utforme eksperimentet slik at denne utslettelsen ikke oppstår. En fordel med denne oppgaven er imidlertid at presis biokjemiske endringer forårsaket av eksponering for kokain-sammenkoblet signaler kan bli belyst bruker denne fremgangsmåten. En andre begrensning aktiviteten er at det bare fungerer for positiv reinforcers, men dette er en begrensning som er felles for mange modeller for narkotika misbruk. Avgjørende skritt i protokollen inkludere vedlikehold av kateter patency (trinn 2.2), oppkjøp av selv-administrasjonen (trinn 3,2), riktig fordeling av rotter i behandlingsgrupper, eventuelt som er statistisk tilsvarende for infusjoner og antall spaken presser (trinn 3.2.6) og riktig programvare programmering gjennom å diskret stikkordene presentert og forbundet med kokain stimulans selv-administrasjonen treningen og stikkordet reaktivitet testen (trinn 3.1, 5.1). Som med andre tilbakefall sikkerhetsproblemet modeller er det viktig å oppnå en rimelig lengde avholdenhet å unngå gulv og tak effekter på å svare under den stikkordet reaktivitet test33,34 (trinn 4). The Most trolig komplikasjoner møte med denne fremgangsmåten er 1) tap av kateter patency hindrer oppkjøpet av selv-administrasjonen, 2) feil distribusjon av gnagere i behandlingsgrupper etter selv-administrasjonen trening og før stikkordet reaktivitet testing forårsaker en Type 1 eller Type 2 feil og 3) utilstrekkelig avholdenhet til å finne forskjellen i å svare mellom grupper. Dette kan løses ved daglig vurdering av selv-administrasjonen ytelse, vanlig kateter flush, tildelingen til post hoc analyse grupper etter balansere for selv-administrasjonen ytelse og pilotprosjektene bestemme riktig avholdenhet varighet for gnager belastning, alder, selv-administrasjonen innloggingstid og varighet, narkotika, dose narkotika, narkotika infusjon varighet og sex.

Denne fremgangsmåten er extendable å mange gnager belastninger, inkludert mus69, og noen modell som innebærer sammenkoblingen av en primære givende reinforcer med separate signaler (betinget reinforcers). Alternativ primær reinforcers inkluderer andre narkotika klasser, høy fett mat og andre velsmakende belønninger69,70. Endelig har translasjonsforskning relevansen av denne modellen blitt demonstrert ved å ta frem en FDA-godkjent intervensjon testet på rotter til CUD menneskelig fag som resulterte i redusert kokain craving. Dermed kokain stikkordet reaktivitet testen etter kokain selv-administrasjonen og avholdenhet holder løftet som translasjonsforskning gnager modell.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingen konflikter av interesse å avsløre.

Acknowledgments

Alle opptreden testing ble utført i University of Texas Medical Branch (UTMB) gnager I Vivo vurdering (RIVA) kjernen, regissert av Dr. Kelly Dineley og ligger i sentrum for avhengighet forskning, regissert av Dr. Kathryn Cunningham. Støtte for dette arbeidet kom fra Peter F. McManus veldedige Trust, National Institute of Environmental Health Sciences Center for Environmental toksikologi på UTMB (T32ES007254), Institutt for translasjonsforskning vitenskap ved UTMB (UL1TR001439), Mitchell Center for nevrodegenerative sykdommer, og senter for avhengighet forskning på UTMB (DA007287, DA070087 og pilotstudie 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

Nevrovitenskap problemet 136 kokain rusmiddelbruk lidelse selv-administrasjonen Cue reaktivitet rotter avholdenhet Cue tilbakefall Operant condition narkotika narkotika-søker translasjonsforskning
En protokoll for å måle Cue reaktivitet i en rotte modell av kokain bruk 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