光遗传学诱导长期抑制以抑制大鼠觅药行为

摘要

来源：Rich, M. T., 等．利用光遗传学逆转神经可塑性并抑制大鼠的可卡因寻求行为．J. Vis. Exp. (2021)

本视频展示了利用光遗传学技术在内侧膝状体至侧杏仁核（MGN-LA）突触诱导长时程抑制（LTD），从而减弱大鼠模型中由线索诱发的觅药行为。该大鼠通过手术植入光纤，并通过病毒转导使其表达光敏感离子通道，随后接受低频光脉冲的光遗传学刺激，触发神经递质释放并导致突触减弱。该过程通过神经递质受体的内吞作用降低MGN-LA突触传递，最终破坏线索与觅药行为之间的关联。

方案

所有涉及动物模型的实验步骤均已通过当地机构动物护理委员会和 JoVE 兽医审查委员会的审核。

1. 啮齿类动物静脉插管、病毒递送和光纤植入

1. 为手术准备动物。
   1. 根据机构指南选择合适的麻醉剂对大鼠进行完全麻醉。一种可选方案是使用盐酸氯胺酮（87.5–100 mg/kg，肌内 [i.m.]）和盐酸赛拉嗪（5 mg/kg，i.m.）。通过检测脚趾夹捏反射是否消失，确认大鼠已完全麻醉。
      注意： 氯胺酮为管制药品，必须按照机构指南进行操作。
      注： 本研究采用肌内注射麻醉剂，因其诱导麻醉的速度和可靠性优于腹腔注射。手术过程中需持续监测大鼠的呼吸和反应性，并提供保温支持。
   2. 剃除大鼠背部较大区域的毛发（从肩胛骨上方至背部中段），以及右前肢下方颈部区域和头皮部位的毛发。
   3. 将大鼠置于手术区域，并在眼睛上涂抹Puralube（人工泪液）。通过上背部皮肤皮下注射（皮下 [s.c.]）给予体重剂量的卡洛芬（镇痛药），然后通过下背部皮肤皮下注射5 mL乳酸林格氏液。
   4. 用浸有聚维酮碘的无菌纱布以环形动作擦拭已剃毛的手术区域，对所有手术部位进行消毒。随后用70%乙醇重复该过程。交替重复此消毒流程共三次。
2. 根据已发表的实验方案进行静脉导管植入。
   注：....

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
0.9% 生理盐水	Fisher Scientific	NC0291799
A.M.P.I. 刺激隔离器	Iso-Flex
AAV5.hSyn.oChIEF.tdTomato	Duke 病毒载体中心（通过 Roger Tsien）	#268
AAV5.hSyn.tdTomato（对照）	Duke 病毒载体中心对照
人工泪液（眼用软膏）	Covetrus	70349
聚维酮碘	Butler Schein	38250
盐酸可卡因	NIDA 药物供应中心	9041-001
双通道温度控制器	Warner Instruments	TC-344C
乙醇	匹兹堡大学化学试剂库	200C5000
插芯防尘帽	Thor Labs	CAPL	用于 1.25 mm 插芯的白色塑料防尘帽
插芯对接套筒	Doric Lenses	F210-3011	Sleeve_BR_1.25，青铜材质，内径 1.25 mm
插芯	Precision Fiber Products	MM-FER2007C-2300	Ø1.25 mm 多模 LC/PC 陶瓷插芯，孔径 Ø230 μm
光纤	Thor Labs	FP200URT	200 μm 纤芯多模光纤（0.5 NA）
光纤旋转连接器	Prizmatix	（从亚马逊订购）	直径 18 mm，FC-FC 接头用于光纤
光纤剥线工具	Thor Labs	T12S21
庆大霉素	Henry Schein	6913
哈密尔顿注射器	Hamilton	80085	10 μL 容量，26 规格，2 英寸，3 型针尖
热风枪	Allied Electronics	972-6966	250 V，750–800 °F
热固化环氧树脂	Precision Fiber Products	PFP-353ND-8OZ
肝素	Henry Schein	55737
盐酸	Fisher Scientific	219405490
盐酸氯胺酮	Henry Schein	55853	氯胺酮为管制药品，应按照机构指南进行操作
乳酸林格氏液	Henry Schein	9846
激光器、驱动器及激光-光纤耦合器	OEM Laser Systems	BL-473-00100-CWM-SD-xx-LED-0	100 mW，473 nm，二极管泵浦固态激光器（一种选择）
利多卡因	Butler Schein	14583
光传感器	Thor Labs	PM100D	带数字显示屏的紧凑型能量计主机
乐泰瞬干胶	Grainger	5.00E+207
微电极放大器/数据采集系统	Molecular Devices	MULTICLAMP700B / Digidata 1440A
微量注射泵	Harvard Apparatus	70-4501	双注射器
显微操作器	Sutter Instruments	MPC-200/ROE-200
Orthojet 牙科水泥，液体	Lang Dental	1504BLK	黑色
Orthojet 牙科水泥，粉末	Lang Dental	1530BLK	现代配方粉末，黑色
跳线电缆	Thor Labs	FP200ERT	多模，FT030 套管
Rimadyl（卡洛芬）	Henry Schein	24751
自我给药舱/软件	Med Associates	MED-NP5L-D1
不锈钢机用螺钉	WW Grainger	6GB25	M2-0.40mm 机用螺钉，盘头，十字槽，A2 不锈钢，未处理，长度 3 mm
用于插芯的立体定位适配器	Thor Labs	XCL
立体定位仪	Stoelting	51603
缝合线	Fine Science Tools	18020-50	丝线；规格：5/0，直径：0.12 mm
Vetbond 组织粘合剂	Covetrus	1505