Summary

처벌 부과 금욕 후 헤로인의 스트레스로 인한 재발을 연구하는 절차

Published: March 23, 2022
doi:

Summary

처벌이 부과 된 금욕을 추구하는 헤로인에 대한 강력한 급성 식량 박탈로 인한 재발을 보여주는 절차가 설명되어 있습니다. 처벌 부과 금욕 모델은 헤로인 자기 관리를위한 추구 및 테이크 체인 일정을 사용하여 성공적으로 구현되었습니다. 헤로인 추구 테스트는 24 시간의 식량 부족 스트레스 후에 수행됩니다.

Abstract

처벌이 부과 된 금욕 절차는 약물 복용과 관련된 불리한 결과로 인해 인간이 시작하는 자체 부과 금욕을 모델링합니다. 이 모델은 메탐페타민, 코카인 및 알코올과 같은 다양한 유형의 남용 물질을 사용하는 실험에서 구현되었습니다. 그러나 헤로인으로 훈련 된 동물에서 처벌로 인한 금욕은 입증되지 않았습니다. 또한, 급성 스트레스는 인간과 동물 모델의 재발에 대한 핵심 트리거입니다. 이전에 급성 식량 박탈이 소화 된 코카인과 헤로인 추구의 복원을 강력하게 유도한다는 것이 입증되었습니다. 여기에 설명 된 절차는 처벌 부과 금욕 후 헤로인에 대한 급성 스트레스 노출의 영향을 평가하는 데 사용할 수 있습니다. 총 8 마리의 쥐를 만성 정맥 내 (i.v.) 카테터로 이식하고 추구 – 테이크 체인 스케줄에 따라 18 일 동안 헤로인 (0.1 mg / kg / 주입)을 자체 투여하도록 훈련했습니다. 탐색 링크를 완료하면 헤로인 주입과 결합 된 테이크 레버에 액세스 할 수있었습니다. 탐색 레버는 가변 간격 60 보강 스케줄(VI60)로 프로그래밍되었고, 테이크 레버는 고정 비율 1 보강 스케줄(FR1)로 프로그래밍되었습니다. 자체 관리 훈련 후, 테이크 레버의 연장 대신 완성 된 탐색 링크의 30 %에서 가벼운 발 충격이 전달되었습니다. 풋쇼크 강도는 일일 세션당 0.1mA에서 0.2mA에서 1.0mA로 증가하였다. 헤로인-추구 시험은 식량 박탈 (FD) 또는 sated 조건의 24 시간 후에 수행되었다. 급성 식량 박탈 상태에있는 쥐는 처벌이 부과 된 금욕을 추구하는 헤로인을 강력하게 증가 시켰습니다.

Introduction

재발은 약물 사용 1,2의 치료에서 가장 어려운 문제입니다. 그러나 인간의 재발을 피하기 위해 소수의 약리학 적 치료법 만 승인되었습니다3. 북미가 현재 직면하고있는 오피오이드 전염병은 그것의 두드러진 예이며, 오피오이드로 재발하는 동물 모델에 대한 다양한 접근법을 고려해야합니다.

급성 스트레스는 인간에서 재발하는 주요 방아쇠로 나타났습니다4. 종종 마약 중독과 관련된 환경 스트레스 요인 중 하나는 식량 부족입니다. 마약 사용자는 종종 음식 대신 마약을 얻기 위해 자원을 할당하기로 선택합니다. 칼로리 결핍은 담배5 및 알코올6 사용에 대한 더 높은 재발과 상관 관계가 있는 것으로 나타났습니다. 윤리적이고 실용적인 문제로 인해 동물 모델은 지난 수십 년 동안 현장에서 연구를 용이하게하기 위해 개발되었습니다. 동물 모델에서, 급성 식량 박탈은7을 추구하는 소화 된 헤로인을 견고하게 회복시키는 것으로 입증되었습니다. 현재, 재발의 대부분의 동물 모델은 인간의 금욕을 대표하지 않는 금욕 절차 (예 : 멸종 기반 모델)를 기반으로하거나 투옥 또는 입원 환자 치료 (예 : 강제 금욕 모델)로 인해 기권해야하는 소수의 약물 사용자 만 포함합니다. 마약 사용자가 기권하기로 선택한 주된 이유는 약물 추구 및 복용과 관련된 부정적인 결과8입니다. 처벌이 부과 된 금욕은 인간의 자기 부과 금욕에 대한 약물 추구와 관련된 부정적인 결과를 모방하는 동물 모델입니다. 이 모델은 혐오스러운 자극, 예를 들어 가벼운 풋쇼크와 함께 약물 추구 또는 복용을 도입하여 동물이 자발적으로 약물 복용을 중단하도록 유도합니다. 약물 추구에 부정적인 결과를 통합하는 또 다른 절차는 약물 금욕 및 재발에 대한 전기 장벽 충돌 모델입니다9. 쥐는 약물 자체 투여와 관련된 작동 적 행동을 수행하기 위해 전기 장벽을 통과해야합니다. 이 모델은 정신 자극제 및 오피오이드 약물10,11에 대한 자발적인 금욕과 재발을 입증하기 위해 성공적으로 사용되었습니다. 그러나 전기 장벽 절차 하에서, 약물 추구 노력은 항상 인간의 상태와 달리 혐오스러운 사건과 관련이 있습니다. 또한, 약물 복용 자체는 동물이 다시 장벽을 넘어 주입 후 안전한 지역으로 돌아갈 때 전기 풋 쇼크와 겹칠 수 있습니다.

처벌 부과 금욕은 코카인12, 알코올 13, 메탐페타민 14, 레미펜타닐 15와 같은 다른 남용 약물과 함께 사용되었지만 헤로인 훈련 된 동물에게는 적용되지 않았습니다. 이 모델은 프라이밍14 및 약물 관련 단서16에 의해 유도되는 재발을 연구하는 데 사용되었지만 스트레스로 인한 재발 절차로 통합되지는 않았습니다. 여기에 설명 된 절차는 남성 쥐에서 처벌 부과 금욕을 추구하는 헤로인에 대한 급성 식량 박탈 유발 재발을 입증하는 데 사용됩니다.

Protocol

모든 쥐는 캐나다 동물 보호위원회 (Canadian Council on Animal Care)의 지침에 따라 치료됩니다. 모든 실험 절차에 대한 승인은 Concordia University Animal Research Ethics Committee에 의해 부여되었습니다. 1. 동물 체중 275-300g (수컷) 또는 225-250g (암컷)의 롱 에반스 쥐를 얻습니다. 수술 때까지 옥수수 속구와 파쇄 된 종이가있는 표준 플라스틱 케이지에있는 더블 하우스 쥐.</l…

Representative Results

수컷 쥐는 훈련 일 동안 강화 일정이 증가함에 따라 탐색 레버 프레스가 증가했으며 훈련 일 동안 신뢰할 수 있고 일관된 헤로인 주입 횟수를 보여주었습니다 (그림 1). 처벌 기간 동안 쥐는 8 처벌 일 동안 풋 쇼크 강도가 증가함에 따라 시브 레버 프레스 및 주입 횟수가 감소했습니다 (그림 2). 식량 박탈 상태는 처벌 부과 금욕 후 헤로인 추구를 유의하?…

Discussion

이 논문에는 두 가지 중요한 데모가 있습니다. 첫째, 헤로인과의 추구와 테이크 체인을 사용하여 처벌이 부과 된 금욕의 검증. 둘째, 스트레스로 인한 재발이 처벌이 부과 된 금욕 절차에서 관찰 될 수 있음을 입증했습니다. 이는 (i) 처벌-유도된 금욕 절차가 자발적인 금욕을 초래하기 때문에, 즉 약물 복용 환경으로부터의 약물 추구 또는 강제 제거의 소멸로 인한 것이 아니라(18)…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 연구는 자연 과학 및 공학위원회 발견 프로그램 (미국 : RGPIN-2016-06694)의 지원을 받았습니다.

Materials

Anafen Injection 100 mg/mL Vial/50 mL MERIAL Canada, Inc. 1938126 anti-inflammatory drug
Balance arm Coulbourn Instruments H29-01
Cannulae (22 G, 5-up) Plastics One C313G-5up
Environment connection board & Linc cable Coulbourn Instruments H03-04
Fixed speed infusion pump (3.3 RPM) Coulbourn Instruments A73-01-3.3
GE Marine Silicon GE SE-1134
Graphic State Notation 3 Coulbourn Instruments GS3 Software
Habitest universal Linc Coulbourn Instruments H02-08
Heroin HCl National Institute for Drug Abuse, Research Triangle Park, NC, USA
House light-Rat Coulbourn Instruments H11-01R
Isofluorane USP 99.9% Vial/250 mL Fresenius Kabi Canada Ltd 2237518
Liquid Swivels, Plastic, 22 G Lomir Biomedical, Inc. RSP1
Rat test cage Coulbourn Instruments H10-11R-TC Operant conditioning chambers
Retractable lever-Rat Coulbourn Instruments H23-17RA
Silastic tubing (ID 0.02, OD 0.037) Fisher Scientific (Canada) 1118915A
Single high-bright cue-Rat Coulbourn Instruments H11-03R
Sound attenuation boxes Concordia University Home made
Stainless steal grid floor Coulbourn Instruments H10-11R-TC-SF
System controller 2 Coulbourn Instruments SYS CTRL 2
System power base Coulbourn Instruments H01-01
Tone module 2.9 KHz Coulbourn Instruments H12-02R-2.9
Tygon tubing (ID 0.02, OD 0.060) VWR 63018-044

References

  1. Jaffe, J. H., Gilman, A. G., Rall, T. W., Nies, A. S., Taylor, P. Drug addiction and drug abuse. Goodman & Gilman’s the Pharmacological Basis of Therapeutics. , 522-573 (1990).
  2. O’Brien, C. P., McLellan, A. T. Myths about the treatment of addiction. Lancet. 347, 237-240 (1996).
  3. Miczek, K. A., de Wit, H. Challenges for translational psychopharmacology research–some basic principles. Psychopharmacology (Berl). 199 (3), 291-301 (2008).
  4. Sinha, R. How does stress increase risk of drug abuse and relapse. Psychopharmacology. 158, 343-359 (2001).
  5. Cheskin, L. J., Hess, J. M., Henningfield, J., Gorelick, D. A. Calorie restriction increases cigarette use in adult smokers. Psychopharmacology. 179, 430-436 (2005).
  6. Krahn, D., Kurth, C., Demitrack, M., Drewnowski, A. The relationship of dieting severity and bulimic behaviors to alcohol and other drug use in young women. Journal of Substance Abuse. 4, 341-353 (1992).
  7. Shalev, U., Highfield, D., Yap, J., Shaham, Y. Stress and relapse to drug seeking in rats: studies on the generality of the effect. Psychopharmacology. 150, 337-346 (2000).
  8. Peck, J. A., Ranaldi, R. Drug abstinence: exploring animal models and behavioral treatment strategies. Psychopharmacology (Berl). 231 (10), 2045-2058 (2014).
  9. Cooper, A., Barnea-Ygael, N., Levy, D., Shaham, Y., Zangen, A. A conflict rat model of cue-induced relapse to cocaine seeking). Psychopharmacology (Berl). 194 (1), 117-125 (2007).
  10. Barnea-Ygael, N., Yadid, G., Yaka, R., Ben-Shahar, O., Zangen, A. Cue-induced reinstatement of cocaine seeking in the rat "conflict model": effect of prolonged home-cage confinement. Psychopharmacology (Berl). 219 (3), 875-883 (2012).
  11. Fredriksson, I., Applebey, S. V., Minier-Toribio, A., Shekara, A., Bossert, J. M., Shaham, Y. Effect of the dopamine stabilizer (-)-OSU6162 on potentiated incubation of opioid craving after electric barrier-induced voluntary abstinence. Neuropsychopharmacology. 45 (5), 770-779 (2020).
  12. Pelloux, Y., Everitt, B. J., Dickinson, A. Compulsive drug seeking by rats under punishment: effects of drug taking history. Psychopharmacology (Berl). 194 (1), 127-137 (2007).
  13. Marchant, N. J., Campbell, E. J., Kaganovsky, K. Punishment of alcohol-reinforced responding in alcohol preferring P rats reveals a bimodal population: Implications for models of compulsive drug seeking. Progress in Neuro-Psychopharmacology & Biological Psychiatry. 87, 68-77 (2018).
  14. Krasnova, I. N., et al. Incubation of methamphetamine and palatable food craving after punishment-induced abstinence. Neuropsychopharmacology. 39 (8), 2008-2016 (2014).
  15. Panlilio, L. V., Thorndike, E. B., Schindler, C. W. Reinstatement of punishment-suppressed opioid self-administration in rats: an alternative model of relapse to drug abuse. Psychopharmacology (Berl). 168 (1-2), 229-235 (2003).
  16. Economidou, D., Pelloux, Y., Robbins, T. W., Dalley, J. W., Everitt, B. J. High impulsivity predicts relapse to cocaine-seeking after punishment-induced abstinence. Biological Psychiatry. 65 (10), 851-856 (2009).
  17. Sedki, F., D’Cunha, T., Shalev, U. A procedure to study the effect of prolonged food restriction on heroin seeking in abstinent rats. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (81), e50751 (2013).
  18. Venniro, M., Caprioli, D., Shaham, Y. Animal models of drug relapse and craving: From drug priming-induced reinstatement to incubation of craving after voluntary abstinence. Progress in Brain Research. 224, 25-52 (2016).
  19. Deroche-Gamonet, V., Piazza, P. V. Psychobiology of cocaine addiction: Contribution of a multi-symptomatic animal model of loss of control. Neuropharmacology. 76, 437-449 (2014).
  20. Pelloux, Y., Everitt, B. J., Dickinson, A. Compulsive drug seeking by rats under punishment: effects of drug taking history. Psychopharmacology (Berl). 194 (1), 127-137 (2007).
  21. Epstein, D. H., Kowalczyk, W. J. Compulsive seekers: Our take. Two clinicians’ perspective on a new animal model of addiction. Neuropsychopharmacology. 43 (4), 677-679 (2018).
  22. Hser, Y. I., Hoffman, V., Grella, C. E., Anglin, M. D. A 33-year follow-up of narcotics addicts. Archives of General Psychiatry. 58 (5), 503-508 (2001).
  23. Chen, B. T., et al. Rescuing cocaine-induced prefrontal cortex hypoactivity prevents compulsive cocaine seeking. Nature. 496 (7445), 359-362 (2013).
check_url/63657?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Borges, C., Charles, J., Shalev, U. A Procedure to Study Stress-Induced Relapse of Heroin Seeking after Punishment-Imposed Abstinence. J. Vis. Exp. (181), e63657, doi:10.3791/63657 (2022).

View Video