إجراء دراسة لإعادة Footshock الناتج عن السعي من الكوكايين في فئران التجارب
January 6th, 2011
وقد استخدمت النماذج الحيوانية من الانتكاس ، والمعروفة باسم إجراءات إعادة ، على نطاق واسع لدراسة دور الإجهاد في الانتكاس إلى السعي المخدرات. هنا ، ونحن تقريرا عن طريقة لحفز إعادة تسعى من الكوكايين في فئران التجارب عن طريق التعرض الحاد المتقطع footshock معتدل ، الكهربائية.
يوضح هذا الفيديو إجراء لدراسة العلاقة بين الإجهاد والانتكاس في البحث عن الكوكايين بشكل منهجي. في الفئران المختبرية ، يتم تدريب الفئران أولا على إعطاء الكوكايين ذاتيا عن طريق الوريد عن طريق إجراء استجابة ضغط الرافعة على مدار جلسات يومية متعددة خلال المرحلة المظلمة أو النشطة من دورة الظلام الفاتح لمدة 12 ساعة. بعد ذلك ، يتم إطفاء استجابة الضغط بالرافعة المقواة بالكوكايين على مدار جلسات متعددة عن طريق حجب تعزيز طارئ الاستجابة.
ثم يتم إعادة سلوك ضغط الرافعة المطفأ عن طريق تعريض لصدمة متقطعة في القدم مباشرة قبل منحها إمكانية الوصول إلى الرافعة المقواة بالكوكايين سابقا. على الرغم من أن استعادة البحث عن الكوكايين الناجم عن صدمة القدم هو تأثير تم تحقيقه بشكل موثوق من قبل العديد من المجموعات البحثية ، إلا أنه يمكن أن يكون حساسا لبعض المتغيرات شبه المعدنية. يعكس البروتوكول الذي سنصفه جهودنا الناجحة لتحسين هذه المعلمات لتحقيق استعادة موثوقة وقوية ناجمة عن صدمة القدم لبحث الكوكايين في الفئران.
يمكن استخدام الأساليب التي نصفها هنا اليوم واختلافاتها لفحص الأسئلة الرئيسية في مجال إدمان المخدرات ، وعلى وجه الخصوص ، يمكن استخدامها لفحص الآليات السلوكية والعصبية الحيوية الأساسية التي تتوسط العلاقة بين الإجهاد والانتكاس إلى البحث عن المخدرات. تشتمل المعدات المستخدمة لدراسة استعادة البحث عن الكوكايين الناجم عن صدمة القدم على مجموعة من الغرف الفعالة القياسية ، كل منها موجود داخل حاوية مخففة للصوت. يتم توفير جميع المعدات من قبل Med Associates Incorporated berated.
تمتجهيز كل غرفة عاملة برافعتين قابلتين للسحب ، كلاهما مرتفع 6.5 سم فوق أرضية قضيب من الفولاذ المقاوم للصدأ. يوجد ضوء تحفيز أبيض فوق رافعة واحدة مباشرة. ينتج عن ما يسمى بالرافعة النشطة والاستجابات على تلك الرافعة إضاءة متزامنة لضوء التحفيز ، وتنشيط مضخة التسريب الموجودة على رف خارج غرفة النهاية العلوية مباشرة.
داخل العلبة المخففة للصوت ، يتم ترك الرافعة الأخرى ، ما يسمى بالرافعة غير النشطة ، ممتدة في الغرفة. في جميع الإجراءات التجريبية ، فإن الاستجابة على هذه الرافعة لا تؤدي إلى عواقب. أخيرا ، تم تجهيز كل غرفة لتقديم صدمة كهربائية مستمرة ومتقطعة وقابلة للحمل من خلال جهاز تشويش إذاعي إلى أرضية قضيب الفولاذ.
يتم إنجاز جميع الظروف التجريبية بالإضافة إلى تسجيل البيانات وتوحيدها عبر السطوح البينية بين غرف الاختبار والكمبيوتر المركزي. تشغيل برامج الشركاء المتوسطة. قبل كل جلسة يومية ، والتي تحدث خلال المرحلة المظلمة أو النشطة من الدورة المظلمة الفاتحة ، قم بوزن الفئران في غرفة السكن ثم انقلها إلى الغرف العاملة.
قبل 24 ساعة من جلسة الإدارة الذاتية الأولى للكوكايين ، تسمح للفئران بالتعود على الغرف العاملة خلال جلسة واحدة مدتها ساعتان. خلال هذه الجلسة ، يتم سحب الرافعة النشطة وتمديد الرافعة غير النشطة في بداية جلسات التدريب اليومية ، وتوصيل مجموعة الزنبرك والأنابيب بالقنية المثبتة على الجمجمة ووضع الجرذ في غرفة الفعالة. ترتبط القنية بقسطرة سيليستا التي تم زرعها جراحيا في الوريد الوداجي الأيمن للسماح بتوصيل الدواء عن طريق الوريد.
اسمح للفئران بإعطاء الكوكايين ذاتيا خلال جلسات يومية مدتها ثلاث ساعات لمدة ثمانية إلى 10 أيام. تسبق كل جلسة تدريبية فترة تأقلم مدتها خمس دقائق يتم خلالها وضع في الغرف العاملة مع سحب الرافعة النشطة. لبدء جلسة تدريبية ، قم بتمديد الرافعة النشطة إلى الغرفة وإضاءة ضوء التحفيز لمدة 30 ثانية.
بالإضافة إلى ذلك ، قم بتنشيط ضوء المنزل في هذا الوقت واجعله مضاء طوال الجلسة. تشير هذه الأحداث معا إلى توافر الكوكايين أثناء الدورة. يتم تعزيز الاستجابات على الرافعة النشطة من خلال ضخ الكوكايين لمدة ثلاث ثوان بنسبة ثابتة ، وجدول واحد من التعزيز بالتزامن مع تنشيط التسريب والمضخة وتوصيل الدواء هو التنشيط الثاني والعشرين لضوء التحفيز فوق الرافعة النشطة.
يتوافق هذا العرض التقديمي الخفيف رقم 22 مع فترة مهلة يتم خلالها تسجيل استجابات رافعة نشطة إضافية ولكن لا يتم تعزيزها. خلال كل جلسة مدتها ثلاث ساعات ، يسمح للحيوانات بحد أقصى 50 حقنة لتقليل احتمالية الجرعة الزائدة. في نهاية كل جلسة يومية ، اغسل قسطرة الفئران ب 0.2 إلى 0.3 مل من محلول الهيبارين دكسترو ثم أعيدها إلى قفص منزلها.
بعد جلسة الإدارة الذاتية الأخيرة للكوكايين ، اترك الفئران دون إزعاج في قفصها المنزلي لمدة لا تقل عن خمسة إلى سبعة أيام عندما يمر هذا الوقت. انقل الفئران إلى الغرف العاملة للتدريب على الانقراض بما يتفق مع ظروف التدريب. يسبق كل يوم من أيام التدريب على الانقراض بفترة تأقلم مدتها خمس دقائق يتم خلالها وضع في الغرف الفعالة مع سحب الرافعة النشطة.
ثم أعط الفئران أربع جلسات انقراض مدتها 60 دقيقة مفصولة بفواصل زمنية مدتها 30 دقيقة. تبدأ كل جلسة مدتها 60 دقيقة بنفس الأحداث التي تحدث في بداية الجلسات التدريبية طوال الجلسات. حافظ على جميع الظروف التي كانت موجودة أثناء التدريب باستثناء عدم تعزيز استجابات الرافعة النشطة بحقن الكوكايين خلال فترات 30 دقيقة التي تفصل كل جلسة انقراض مدتها 60 دقيقة.
اسحب الرافعة النشطة وأطفئ ضوء المنزل في نهاية آخر 60 دقيقة من الجلسة. أعد الفئران إلى قفص منزلهم. تتكرر هذه الخطوات لمدة ثلاثة أيام متتالية.
انقل الفئران إلى الغرف الفعالة كما يحدث خلال مرحلة الانقراض بما يتفق مع ظروف التدريب والانقراض. توفير فترة تأقلم مدتها خمس دقائق يتم خلالها وضع الفئران في الغرف الفعالة مع سحب الرافعة النشطة. ثم امنح الفئران جلستي انقراض مدة كل منهما 60 دقيقة مفصولة بفاصل زمني مدته 30 دقيقة مطابق لتلك المعطاة خلال مرحلة الانقراض.
إذا كان العدد الإجمالي للاستجابات على الرافعة النشطة سابقا أقل من 15 بعد الجلسة الثانية التي استمرت 60 دقيقة ، فقم بإجراء اختبار للحيوانات للاستعادة بعد فاصل إضافي مدته 30 دقيقة يتم خلالها إعطاء صدمة القدم أو صدمة القدم الوهمية. بدءا من 10 دقائق بعد جلسة الانقراض الثانية التي استمرت 60 دقيقة ، قم بتعريض لمدة 20 دقيقة من صدمة القدم الكهربائية المتقطعة أو الإجهاد أو صدمة القدم الزائفة في الغرفة الفعالة. قم بإدارة صدمة القدم خلال الوقت الذي يتم فيه سحب الرافعة النشطة وإطفاء مصابيح المنزل والتحفيز.
مباشرة بعد انتهاء جلسة صدمة القدم ، قامت بتمديد الرافعة النشطة والسماح للفئران بالضغط في ظل ظروف الانقراض. يتم تعريف هذه الفترة الزمنية على أنها جلسة اختبار الاستعادة وعادة ما تكون مدتها من ساعة إلى ثلاث ساعات. في نهاية جلسة الاختبار ، أخرج الجرذ من الغرفة وأعده إلى قفص منزله.
الآن سنعرض بعض النتائج التمثيلية. يظهر هنا منحنى تدريب نموذجي للإدارة الذاتية للكوكايين يتضمن العدد الإجمالي للحقن والعدد الإجمالي لمكابس الكبد النشطة وغير النشطة. تكتسب الفئران عموما الإدارة الذاتية للكوكايين في غضون جلسة إلى ثلاث جلسات ، وبمجرد تحديد السلوك ، تحافظ على معدل ثابت لتناول الدواء خلال الجلسات اللاحقة في اليوم الأول من الانقراض.
عندما لا يتم تعزيز الاستجابات لأول مرة ، يكون العدد الإجمالي للاستجابات على الرافعة النشطة مرتفعا جدا في البداية ، ولكنه يتناقص تدريجيا خلال جلسات الانقراض الأربع في اليومين الثاني والثالث من الانقراض. يمكن ملاحظة بعض الانتعاش في الاستجابة ، ومع ذلك ، فإن الاستجابات بشكل عام أقل مما كانت عليه في بداية اليوم السابق من الانقراض والانقراض بشكل عام يستمر بسرعة أكبر خلال الجلسات الأربع لذلك اليوم. استجابة غير معززة على الرافعة النشطة.
بعد 20 دقيقة من التعرض لصدمة القدم المتقطعة ، يؤدي الإجهاد إلى زيادة الاستجابة على الرافعة النشطة سابقا بالنسبة للرافعة غير النشطة. تؤدي صدمة القدم أيضا إلى زيادة في الاستجابة مقارنة بما لوحظ. في ظل الظروف التي يتم فيها إعطاء طباشير القدم الزائفة بمجرد إتقانها ، يمكن إكمال الإجراءات الموضحة في غضون ستة أسابيع تقريبا.
في تجربتنا ، يتم تحسين النجاح عندما يتم تنفيذ الإجراء بشكل منهجي وبأيدي مدربة تدريبا جيدا. يمكن تكييف الإجراءات التي وصفناها هنا بسهولة لاستيعاب العديد من التلاعبات الدوائية أو الكيميائية العصبية التي تستهدف ركائز عصبية معينة. مع إضافة مثل هذه التلاعبات ، يمكن أن يكون إجراء تحفيز صدمة القدم وبيان بمثابة أداة قوية لتوصيف البيولوجيا العصبية لانقراض تعاطي المخدرات والانتكاس إلى البحث عن المخدرات عن طريق الإجهاد.
نظرة عامة
تقدم هذه الدراسة طريقةً لإحداث تجديد طلب الكوكايين في فئران المختبر من خلال صدمات كهربائية خفيفة متقطعة. تهدف إلى استكشاف العلاقة بين الإجهاد والانتكاس في سلوك البحث عن المخدرات.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلم
- علم الأعصاب
- علم النفس السلوكي
- إدمان المخدرات
الخلفية
- نماذج الحيوانات ضرورية لفهم آليات الانتكاس.
- تساعد إجراءات التجديد على دراسة تأثير الإجهاد على سلوك البحث عن المخدرات.
- إيصال الكوكايين الذاتي والتدريب على الانقراض هي طرق قياسية في أبحاث الإدمان.
- التجديد المستحث بالصدمات الكهربائية هو طريقة موثوقة ولكنها حساسة للمعلمات التجريبية.
هدف الدراسة
- لتحسين المعلمات لتجديد طلب الكوكايين المستحث بالصدمات الكهربائية.
- لدراسة الآليات العصبية الحيوية التي تربط بين الإجهاد والانتكاس.
- لتوفير نهج منظم لدراسة إدمان المخدرات.
الطرق المستخدمة
- تم تدريب الفئران على إيصال الكوكايين الذاتي عن طريق الضغط على رافعة.
- تم تحقيق انقراض سلوك البحث عن الكوكايين عن طريق حجب التعزيز.
- تم إعطاء صدمات كهربائية متقطعة لتجديد سلوك البحث عن المخدرات.
- تم استخدام غرف العمليات القياسية لجميع الإجراءات التجريبية.
النتائج الرئيسية
- أعادت الصدمات الكهربائية بشكل موثوق سلوك البحث عن الكوكايين في الفئران.
- أدى تحسين المعلمات إلى تحسين موثوقية تأثير التجديد.
- توفر الدراسة رؤى حول الآليات السلوكية والعصبية الحيوية للانتكاس.
- يمكن أن تفيد النتائج الأبحاث المستقبلية حول الإدمان واستجابات الإجهاد.
الاستنتاجات
- الطريقة الموصوفة فعالة لدراسة الانتكاس المستحث بالإجهاد.
- يمكن أن يساعد فهم هذه الآليات في تطوير علاجات للإدمان.
- يلزم إجراء المزيد من الأبحاث لاستكشاف الاختلافات في المعلمات التجريبية.
الأسئلة الشائعة
Executive Industry Relevance
Stress-induced relapse remains a critical challenge in addiction therapeutics, with footshock models providing translational insight into neurobiological mechanisms. This procedure enables mechanistic de-risking of stress-related pathways in cocaine use disorder, supporting target validation and predictive confidence in preclinical screening. It informs go/no-go decisions by clarifying the role of stress-responsive systems in relapse propensity.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Interrogates therapeutic hypotheses regarding stress-responsive neural circuits in reinstatement of cocaine seeking.
- Operational Value: Enables functional validation of targets implicated in stress-induced relapse through quantifiable lever press outputs.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares validated biological systems for assessing compound effects on stress-triggered cocaine seeking.
- Operational Value: Standardizes extinction and reinstatement parameters to ensure reproducible quantitative measurements of active lever responses.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Supports disease-relevant modeling of stress-precipitated relapse, aligning with clinical phenomenology of cocaine use disorder.
- Operational Value: Facilitates risk-adjusted advancement decisions by measuring reinstatement magnitude as a predictive biomarker of stress vulnerability.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into discovery biology workflows by enabling hypothesis testing of stress pathways, proceeds to screening via standardized assay outputs, and supports translational research through relapse phenotyping.
- Discovery Biology: Supports pathway clarification and biological de-risking of stress-cocaine interactions through controlled reinstatement testing.
- Screening: Delivers quantitative dependent variable measurements (active lever presses) for comparing pharmacological or neurochemical manipulations.
- Analytics: Generates reinstatement test session data that enable statistical comparison between extinction baseline and post-stress responding.
- Translational Research: Connects to preclinical continuity by modeling stress as a relapse trigger relevant to clinical addiction trajectories.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable platform for evaluating target engagement across multiple stress-modulating compounds or genetic models.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Provides predictive confidence in target validation by isolating stress as an independent variable in reinstatement assays.
- Operational Value: Ensures reproducibility through standardized footshock parameters (20 minutes intermittent) and extinction criteria (<15 active lever responses).
- Strategic Value: Improves capital efficiency by enabling early de-risking of stress-linked mechanisms before costly later-stage studies.
- Portfolio Impact: Informs risk-adjusted prioritization of compounds based on efficacy in blocking footshock-induced reinstatement.
Implementation Considerations
- Requires expertise in operant conditioning, catheterization, and neurobehavioral testing.
- Dependent on Med Associates operant chambers, infusion pumps, and shock scramblers for standardized delivery.
- Necessitates cross-team standardization of extinction criteria and shock timing to ensure data comparability.
- Involves adaptation considerations when translating parameters across species or stress modalities beyond footshock.
- Limited by sensitivity to parametric variables such as shock duration, extinction depth, and cue presence during testing.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:05
Title
0:46
Introduction
1:25
Operant Chambers
2:35
Habituation and Cocaine Self-Administration (SA) Training
4:34
Drug-free Period and Extinction of Cocaine-Trained Behavior
5:42
Reinstatement of Cocaine-Trained Behavior by Footshock Stress
7:02
Representative Lever-Response Results
8:14
Conclusion
