Murine Modelle bei der Entwicklung von Pharmakotherapien für Alkoholismus zu trinken: Trinken in der dunklen und zwei Flasche Wahl
Summary
Alkohol-Gebrauch-Störung (AUD) ist ein wichtiges nationales Gesundheitsproblem und die Entwicklung wirksamer Therapien ist erforderlich, um den Bedürfnissen dieser Patientengruppe zu kompensieren. Zu diesem Zweck nutzt das folgende Protokoll zwei einfache Nager trinken-Modelle um die präklinische Wirksamkeit der Anti-Alkohol Bleiverbindungen zu beurteilen.
Abstract
Alkohol-Gebrauch-Störung (AUD) ist ein großes Problem mit mehr als einem geschätzten 76 Millionen Menschen weltweit die diagnostischen Kriterien erfüllen. Aktuelle Behandlungsmethoden beschränken sich auf drei FDA-zugelassene Medikamente, die weitgehend wirkungslos sind, auch in Kombination mit psychosozialer Intervention, wie deutlich die hohe Rückfall Rate. Als solche stellt die Suche nach mehr neuartige Therapien eine wichtige öffentliche Gesundheitsziel. Zu diesem Zweck das folgende Protokoll nutzt zwei einfache Nager trinken-Modelle um die präklinische Wirksamkeit der Anti-Alkohol Bleiverbindungen beurteilen: zwei-Flasche Wahl (TBC) und in der Dunkelheit (DID) trinken. Ersteres ermöglicht, dass Mäuse freiwillig trinken in Maßen, während letztere Mäuse, um freiwillige induziert eine große Menge an Alkohol in einem kurzen Zeitraum verbrauchen, die “Binge drinking” imitiert. Die einfache und hohen Durchsatz Natur beider dieser Paradigmen erlaubt für schnelle Screening pharmakologischer Substanzen oder zur Identifizierung von Stämme von Mäusen, die bestimmte freiwillige Trinkverhalten aufweisen.
Introduction
Für die letzten 25 plus Jahre, hat erhebliche Anstrengungen zur Entwicklung von Medikamenten für die Behandlung von Alkohol-Gebrauch-Störung (AUD)1gesetzt worden. Obwohl viele Fortschritte erzielt wurden, AUD immer noch eine große Gesundheitsproblem Auswirkungen auf mehr als 18 Millionen Amerikaner, und kostet mehr als $ 220 Milliarden jährlich2,3. Derzeit gibt es nur drei FDA-zugelassene Medikamente, Disulfiram, Naltrexon und Acamprosat, die inkonsistente Ergebnisse in klinischen Studien und auch in Kombination mit psychosozialer Intervention in den Klinik-Einstellungen nur begrenzten Erfolg geführt haben 4 , 5 , 6 , 7.
Einer der Hauptgründe für Ausfälle der aktuellen AUD Therapie ist mit der heterogenen Natur der AUD8verbunden. Während sowohl Umwelt-als auch genetische Faktoren Entwicklung von AUD zur, entfallen Erblichkeit schätzungsweise 50-60 % des Risikos von Beginn9. Ähnlich wie bei der Behandlung von Depressionen, ist es weithin anerkannt, dass Patienten mit AUD benötigen eine Vielzahl von Medikamenten, die zugeschnitten sind auf die Bedürfnisse des einzelnen Patienten10.
Natürlich gibt es eine dringende Notwendigkeit wirksamer Behandlungen, die erleichtert werden würde, wären schon mühsame und zeitraubende Prozess der Wirkstoffforschung optimierte3. Zu diesem Zweck zeigt das folgende Protokoll der präklinische Anwendbarkeit der zwei Nager trinken-Modelle am meisten benutzt, die neurobiologische Basis von AUD11zu prüfen. Genauer gesagt, hierin eingeführte Methode beurteilen kann die Wirksamkeit der Kandidat Verbindungen bei Alkohol reduzieren Verbrauch in “mäßig” und “Alkoholexzesse” Szenarien unter Verwendung der zwei-Flaschen-Wahl (TBC) und trinken in den dunklen (DID) Paradigmen bzw.. Beide Paradigmen untersuchen nicht operanten Ethanol Selbstverwaltung, wobei Mäuse ingest Ethanol mündlich und am Willen, und daher hohe Gesicht zu veranschaulichen und Gültigkeit als Modell der menschlichen Alkoholismus11zu konstruieren.
In TBC trinken, auch bekannt als freien Wahl trinken, trinken, Präferenz oder sozialen trinken gibt es zwei Flaschen Lösung ständig im Hause Käfig. Eine Flasche enthält Wasser und andererseits einer verdünnten Lösung von Ethanol, wobei die Konzentration von Ethanol variiert werden kann (zB., 5-30 % V/V)11,12. Die Mäuse haben jederzeit Zugriff auf beide Flaschen, und daher können wie viel von jeder Flasche zu trinken.
Dieses Modell bewertet die Ethanol-Verbrauch von jeder Maus (g/kg), sowie das Ethanol Präferenz Verhältnis (Volumen Ethanol verbraucht ÷ Gesamtvolumen Flüssigkeit verbraucht). Es wird routinemäßig zur trinkende Ebenen über verschiedene Stämme von Mäusen oder nach einer bestimmten genetischen Manipulation zu vergleichen (zB., gen Knockout oder Zuschlag) und Ergebnisse in Ethanol Blutkonzentrationen (BECs) ähnlich wie beim Menschen ist bei der Trinken in Maßen13,14.
In der DID-Verfahren, 3 h nach dem Start des dunklen Zyklus wird die Heimat Käfig Flasche Wasser mit einer Flasche von 20 % (V/V) Ethanol-Lösung für einen eingeschränkten Zugang Trinkgelage ausgetauscht. Die trinken Sitzungen auftreten als in Folge 4-Tage-Zyklus, dauerhaften 2 h am Tage 1-3 und 4 h am Tag 4. Tage 1-3 dienen als einen Alkohol-Gewöhnung-Zeitraum vor der Prüfung am 4. Tag. Infolgedessen Mäuse verbrauchen zuverlässig genug Ethanol um BECs erreichen > 100 mg/dL und folglich zeigen die Auswirkungen auf das Verhalten des Rausches findet man bei Menschen, die Alkoholexzesse13,14,15. Wasser kostenfrei bei allen Zeiten als die Trinkgelage.
Es gibt mehrere Varianten von begrenzten Zugang zu Trinkwasser. Zum Beispiel erhalten die intermittierende Zugriffsmodell Mäuse zwei Flaschen (eine mit Wasser und das andere mit 20 % (V/V) Ethanol) nur am Montag, Mittwoch und Freitag mit einer 24 h und 48 h Wartezeit an Wochentagen und Wochenenden, bzw.16. Nach mehreren Wochen der intermittierenden Zugang die Mäuse werden allmählich und freiwillig eskalieren trinken Ebenen, schließlich erreichen BECS ähnlich, was in der DID-Modell beobachtet wird. Die DID, scheint jedoch das am häufigsten verwendete Modell Binge-Trinken Verhalten zu beurteilen. Gibt es andere Modelle der intermittierenden trinken, aber sie verlassen sich auf die Beschränkung des Zugangs zu Nahrung oder Dampf Kammer induzierten Anstieg der freiwilligen Selbstverwaltung, wodurch sie weniger Vertreter der menschlichen Freiwilligen Alkohol Konsum16.
Protocol
Representative Results
Discussion
Weltweite Schätzungen zufolge mehr als 76 Millionen Menschen die Kriterien um eine Diagnose für Alkohol Verwendung Störung (AUD) rechtfertigen. Leider derzeit verfügbaren pharmazeutische Behandlungen sind weitgehend wirkungslos und Weiterentwicklung ist notwendig, um die Bedürfnisse dieser klinischen Bevölkerung20auszugleichen. Zu diesem Zweck das folgende Protokoll zielt darauf ab, dieses Unterfangen zu erleichtern, indem exemplarisch zwei der grundlegendsten Nager trinken Paradigmen: zwei-…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde unterstützt, unter anderem durch Forschung gewährt SC CTSI NIH/NCRR/NCATS–UL1TR000130 (D.L.D.), AA022448 (D.L.D.) und die USC School of Pharmacy.
Materials
| 1 L graduated cylinder | VWR | https://us.vwr.com/store/product/20935285/marisco-single-scale-cylinder-graduates-john-m-maris-co | To prepare ethanol solution. |
| 1 L glass bottle | Pyrex (Fisher Scientific) | https://www.fishersci.com/shop/products/pyrex-reusable-media-storage-bottles-12/p-42752 | To prepare ethanol solution. |
| 100 mL graduated cylinder | Fisher Scientific | https://www.fishersci.com/shop/products/kimble-chase-kimax-class-a-to-contain-graduated-cylinders-8/p-4369311 | To prepare ethanol solution. |
| Analox | One potential method of analyzing DID blood samples is by using the analox machine | ||
| ball-bearing sipper tubes | Ancare Corp. | http://www.ancare.com/products/watering-equipment/open-drinking-tubes/straight-tubes-ball-point | Length: 2.5 inches, Diameter: 5/16 inches, Model: TD100 |
| C57BL/6J Mice | Jackson lab | https://www.jax.org/strain/000664 | May also come from internal breeding colony |
| disposable serological pipets | VWR International (VWR) | https://us.vwr.com/store/product/4760455/vwr-disposable-serological-pipets-polystyrene-sterile-plugged | 10 mL, 18 mL, or 25 mL |
| ethanol, pure, 190 proof (95%), USP, KOPTEC | Decon Labs (VWR) | https://us.vwr.com/store/product/4542412/ethanol-pure-190-proof-95-usp-koptec | — |
| heat gun | Master Appliances Corp. | http://www.masterappliance.com/master-heat-guns-kits/ | |
| heat shrink tubing | — | — | Diameter: 3/8 inches |
| industrial knife/blade | — | — | — |
| metal cage plate | — | — | Should be available through the university/institutional vivarium |
| mouse RO water | — | — | Should be available through the university/institutional vivarium |
| portable electronic scale | Ohaus (VWR) | https://us.vwr.com/store/product/4789377/portable-electronic-cs-series-scales-ohaus | — |
| red light headlamp | nyteBright (Amazon) | https://www.amazon.com/LED-Headlamp-Flashlight-Red-Light/dp/B00R0LMMF8/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1499591137&sr=8-1-spons&keywords=red+lamp+headlamp&psc=1 | — |
| silicone stoppers | Fisher | — | — |
| thermometer | Fisher Scientific | https://www.fishersci.com/shop/products/fisher-scientific-hygro-thermometer-clock-large-display-2/p-4077232 | — |
| weigh boat | VWR International (VWR) | https://us.vwr.com/store/product/16773534/vwr-pour-boat-weighing-dishes | The lid from a pipete tip box is an appropriate alternative |
References
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