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 JoVE Neuroscience

新型仪器和药物加固方法

1, 1

1College of Pharmacy, Division of Pharmacology and Toxicology, University of Texas at Austin

Article
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    Summary

    操作性药物自我管理和条件性位置偏爱(CPP)的程序是豪气用于研究模型药物加固,消费,并在人类成瘾的各个组成部分。在这份报告中,我们结合传统作为一种新的方法来研究药物加固和成瘾大鼠的CPP和自我管理的方法。

    Date Published: 8/20/2010, Issue 42; doi: 10.3791/1998

    Cite this Article

    Feduccia, A. A., Duvauchelle, C. L. Novel Apparatus and Method for Drug Reinforcement. J. Vis. Exp. (42), e1998, doi:10.3791/1998 (2010).

    Abstract

    动物模型的钢筋已被证明是用于了解基本药物成瘾的神经生物学机制。操作性药物自我管理和条件性位置偏爱(CPP)的程序是豪气用在动物研究模型药物加固,消费,并在人类成瘾的各个组成部分。在这项研究中,我们使用了新的方法来研究大鼠药物加固相结合,传统的CPP和自我管理方法。我们组装的仪器使用两个MED副操作性商会,感官刺激,和一个有机玻璃构造的中立区。这些修改使我们的实验,包括药物摄入的动机方面,通过自我管理和无毒的药物/ CUE空调强度与CPP测试评估。在我们的实验中,老鼠的自我管理可卡因在四个(例如,“短期”)或8个(0.75毫克/公斤/损伤,IV)(例如,“长期”)交替天,在会议操作性的环境中含有独特的感官线索(例如,嗅觉和视觉)。在隔天,在其他的(不同的线索)操作性的环境,生理盐水可用于自我注射(0.1毫升,IV)。二十四小时后,最后self-administration/cue-pairing会议,进行了一个CPP测试。与典型的CPP结果相一致,有一个显着的偏好与可卡因的自我管理的室。此外,发生在动物的长期实验,CPP的幅度和可卡因钢筋杆反应之间的一个显着的正相关关系。总之,本仪器和方法是时间和成本效益,可用于研究一个主题,有关滥用药物的广泛,并提供比cpp或自我管理的方法单独的实验设计更具灵活性。

    Protocol

    *=最重要的步骤

    1. 精心处理的雄性Sprague - Dawley大鼠进行培训,以杠杆压与食物奖励(45毫克蔗糖颗粒;生物服务,弗伦奇敦,新泽西州)。
    2. *静脉导管的构造,不锈钢套管(塑料之一,弗吉尼亚州)和硅橡胶管。大鼠接受一个颈静脉导管手术过程,让药物的自我管理。麻醉组成的氧气的混合物(0.8升/分钟;公司Airgas西南,科珀斯克里斯蒂,TX)和异氟醚(2.5-4%; AErrane,百特医疗用品,迪尔菲尔德,IL)通过气体输送系统(VetEquip公司,普莱森的交付,CA)。手术后,导管通畅,维持每天0.1毫升0.9%生理盐水,肝素和Timentin(抗生素)解决方案的冲洗。庆大霉素,外用抗生素,适用于头盖骨和胸部切口,以防止感染。所有的手术过程中遵循无菌动物手术的指导方针。蒸压外科用品和仪器在化学溶液和热珠灭菌消毒。植入导管冲洗,在制备过程中的甲醇,水和空气,然后沐浴在手术当天的70%的乙醇溶液。大鼠手术准备剃的头,胸部,其次应用了优碘溶液。手术后的大鼠进行了监测几个小时才开始返回到动物的殖民地。
    3. 可卡因(NIDA的药品库存,供应和控制程序; RTI国际研究三角园,数控),在这个实验是在适当的剂量浓度溶解在生理盐水溶液(0.9%),根据动物重量​​。可卡因的解决方案,然后通过0.2微米的无菌注射器过滤器每天使用前过滤。
    4. *该仪器是构造出两个单杆操作性配备了房子和刺激的灯光和photobeams 3集(MED Associates公司,圣奥尔本斯,VT)的钱伯斯(28 × 22 × 21厘米)。钱伯斯联手构造的有机玻璃巷(21 × 25 × 25厘米)。胡同由两个黑色与白色条纹的墙壁和两个金属墙壁,一个明确的有机玻璃顶部,和白色的树脂玻璃地板。两个操作性商会钢格杆(4.8毫米)地板安装可拆卸的金属笼底。感官线索都被放置在操作性商会,创造出独特的,区分环境。视觉线索由白色或黑色的感觉材料的正面和背面的墙壁,并在笼顶。嗅觉线索石油为基础的气味(玫瑰或肉桂)饱和棒室地板下的棉花球。
    5. 实验过程中发生多天,与基线偏好测试(2天),其次是药物的自我管理会议(8或16天),开始和结束一个条件性位置偏爱(CPP)的测试(1天)。
    6. *在基线偏好和CPP测试程序,动物也有获得两个操作性商会。以上设备安装一台摄像机记录每个分庭老鼠的出入口。商会内的Photobeams检测自发活动指数的光束,破损。在药物自我管理会话,动物仅限于一个单一的操作性室,而杠杆的反应和自发活动(例如,photobeam破损)数据与一个医学奔腾100兆赫配备MED - PC软件(MED Associates公司的电脑记录,圣奥尔本斯,佛蒙特州)。
    7. 连续两天收集基线偏好测量。首先,老鼠是摆在中心巷,访问了20分钟的时间内既操作性商会。后立即放置在会议厅内,摄像机,MED - PC的软件程序和计时器同时启动。基线偏好数据评估过程的录像收看。
    8. *药物的自我管理的会议后展开的最后一个基准测试的日子。感官线索(例如,白色或黑色的墙面和玫瑰或肉桂香味)和面板封锁访问有机玻璃中心巷放入前动物室。要启动会话,动物置于内室,而从装药注射器管连接到动物的导管入口。操作性室门关闭后,MED - PC程序和定时器的启动和可卡因的访问是为1小时。注入0.1毫升(0.75毫克/公斤/损伤)的可卡因或生理盐水溶液中的每一杆的响应结果。在每个自我管理会议结束时,老鼠是从药管断开,从室中删除,并放置在家里笼。
    9. 在过去的自我管理会议后的一天,动物接受一个条件性位置偏爱(CPP)的测试。为基线测量(见7)的过程是相同的。
    10. *数据评估:盲组分配实验者确定的金额通过观看录像带,以评估车厢之间的入口和出口,15分钟内(开始后5分钟内设备的位置),当时的动物花费在每个车厢。同样的程序是用来确定基准的偏好和CPP测试成绩。
    11. *数据分析:基线测量和调节后CPP分数之间的差异,以确定药物调节作用。计算差异分数减去在生理盐水配对车厢花费的时间量从量的时间花费在药物配对舱在CPP测试药物配对车厢(秒数) - (生理盐水中的秒数配对室)。可以执行差异得分的变化,从基线到测试阶段的统计分析,以确定药物空调的效果。

    CPP的分数也可以表示为CPP的差值的百分比(%)。在本研究中,首先计算CPP差异分数%%的时间花费在每个操作性室使用公式确定:(在药物的时间(或生理盐水)在每个分庭室/总时间)× 100 =%条件性位置偏爱(CPP)。不同的得分百分比由公式:(药物配对%) - (生理盐水配对%)= CPP的差异分数%。

    图1
    图1。关系可卡因摄入量和条件性位置偏爱之间的皮尔逊相关性分析,确定一个显着的正面相关性的动物共有可卡因的钢筋杆的响应和CPP的差异分数%之间的八个会话(例如,长期组的自我管理可卡因 ;。p <0.05),但不适合在短期组(例如,4可卡因会)的动物。开放的钻石代表可卡因长期(N = 9)和实心圆代表可卡因短期(N = 8)组单独的数据点。最佳拟合线是虚线为长期和短期数据点的固体。

    Discussion

    操作性静脉注射毒品的自我管理和地方调节程序是可靠和有效的模型,为研究药物依赖和成瘾1 2 3的神经生物学基础。这两种方法被广泛应用于临床前药物滥用研究,能够测量4个滥用药物的补强性能。然而,这两种方法有缺点,这里介绍的新仪器和方法改进后,5。

    CPP的传统程序的一个大缺点是药品监督管理局非队伍的模式。这种药物摄入模式比自我管理6 7 8 9 10 11不同的行为和神经化学的成果,是不符合人类吸毒的经验。此外,不像药物自我管理程序,CPP的范例是无法衡量逐步改变药物摄入量增加反映在药物的动机,一个公认的转折点,在娱乐性药物的使用不可控制的吸毒开关的的。然而,药物自我管理行为,以及解释性的限制。例如,回应率是经常被用来推断奖励价值,但可以直接影响自我管理的药物,药物的激励效果无关的肌肉运动的影响。此外,增强药物的反应也可以影响的存在或缺乏药物输液相关的刺激 12 。

    可卡因是已知的老鼠容易自我管理,并产生各种不同的剂量和管理2 13月14日航线强大的条件性位置偏好。从目前的研究结果支持了以前的报告药物加固模型。此外,可卡因增强杠杆反应和CPP得分之间显着正相关关系,确定在龙,而不是短期的可卡因集团。这些结果表明,地方调节和自我管理不一定是同构的奖励措施。举例来说,这是可以想象的短期暴露于可卡因后,CPP的反映急性加强与最初的娱乐性药物的使用通常看到的属性。另一方面,在更多的可卡因经验,可卡因空调加固水平的不断提高通信的摄入量升级大鼠可能表明药物敏感或有价值的药物作用,增强了某些人群的逐步变化。

    此功能的方法,已超出评估的积极加强特效药物的实用工具。例如,厌恶药物的影响,不存在在最初使用药物可以延长药物暴露(如空调的地方厌恶,或CPA)出现,并会被检测出使用这种技术。其他用途包括为最敏感可卡因线索联想学习的亚群屏幕上的潜力,在可卡因的动机的行为,以评估经验介导的变化,并检测空调持久的药物戒毒和/或线索复职期间的影响。总之,本仪器和方法是时间和成本效益,可用于研究一个主题,有关滥用药物的广泛,并提供比cpp或自我管理的方法单独的实验设计更具灵活性。

    Disclosures

    没有利益冲突的声明。

    Acknowledgements

    我们要感谢她的支持莉娅McAleer在本次实验和她的帮助下进行的海报介绍​​,在2009年神经科学会议和本视频制作协会,以​​及与穆罕默德阿卜杜拉和Allison阿伦斯。我们也感谢其在数据收集和分析本实验的援助罗茜马多克斯,Chavana雷切尔和琳达鞠。这个项目是由NIH / NIDA的格兰特3R01DA014640 - 05S1(CLD)的瓦戈纳中心,对酒精和成瘾问题研究琼斯院士和美国国立卫生研究院/ NIAA培训资助AA07471(AAF)的支持。可卡因盐酸慷慨提供由NIDA的药品库存和供应及控制程序。

    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    Operant Conditioning Behavior (Drug Self-administration) Test Package for Rat Med Associates, Inc. MED-008-CT-B1
    Infrared Source and Detector (Photobeams) Med Associates, Inc. ENV-253SD ENV-253
    Med PC Software Med Associates, Inc. SOF-735
    Single speed syringe pump Razel Scientific Instruments Model R-E
    45 mg sucrose pellets Bio-Serv F0042
    Catheter cannula Plastics One C313G-5UP
    Cocaine RTI International

    References

    1. Sanchis-Segura, C., Spanagel, R. Behavioural assessment of drug reinforcement and addictive features in rodents: an overview. Addict Biol. 11, (1), 2-2 (2006).
    2. Tzschentke, T. M. Measuring reward with the conditioned place preference (CPP) paradigm: update of the last decade. Addict Biol. 12, (3-4), 227-227 (2007).
    3. Koob, G. F. Psychopharmacology: the fourth generation of progress. Bloom, K. D. 759-759 Raven Press New York (1995).
    4. Bardo, M. T., Bevins, R. A. Conditioned place preference: what does it add to our preclinical understanding of drug reward. Psychopharmacology (Berl). 153, (1), 31-31 (2000).
    5. Panlilio, L. V., Goldberg, S. R. Self-administration of drugs in animals and humans as a model and an investigative tool. Addiction. 102, (12), 1863-1863 (2007).
    6. Stefanski, R. Active versus passive cocaine administration: differences in the neuroadaptive changes in the brain dopaminergic system. Brain Res. 1157, 1-1 (2007).
    7. Miguens, M. Differential cocaine-induced modulation of glutamate and dopamine transporters after contingent and non-contingent administration. Neuropharmacology. 55, (5), 771-771 (2008).
    8. Palamarchouk, V., Smagin, G., Goeders, N. E. Self-administered and passive cocaine infusions produce different effects on corticosterone concentrations in the medial prefrontal cortex (MPC) of rats. Pharmacol Biochem Behav. 94, (1), 163-163 (2009).
    9. Ciano, P. D. i, Blaha, C. D., Phillips, A. G. Conditioned changes in dopamine oxidation currents in the nucleus accumbens of rats by stimuli paired with self-administration or yoked-administration of d-amphetamine. Eur J Neurosci. 10, (3), 1121-1121 (1998).
    10. 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), 913-913 (2009).
    11. Moolten, M., Kornetsky, C. Oral self-administration of ethanol and not experimenter-administered ethanol facilitates rewarding electrical brain stimulation. Alcohol. 7, (3), 221-221 (1990).
    12. Schindler, C. W., Panlilio, L. V., Goldberg, S. R. Second-order schedules of drug self-administration in animals. Psychopharmacology (Berl). 163, (3-4), 327-327 (2002).
    13. O'Dell, L. E., Khroyan, T. V., Neisewander, J. L. Dose-dependent characterization of the rewarding and stimulant properties of cocaine following intraperitoneal and intravenous administration in rats. Psychopharmacology (Berl). 123, (2), 144-144 (1996).
    14. Liu, Y., Roberts, D. C., Morgan, D. Sensitization of the reinforcing effects of self-administered cocaine in rats: effects of dose and intravenous injection speed. Eur J Neurosci. 22, (1), 195-195 (2005).

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    Posted by: AnonymousNovember 30, 2011, 1:04 AM

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