需要JoVE订阅才能观看此内容。 请登录或开始免费试用

方法文章

一种用于评估可卡因使用障碍大鼠模型中线索反应性的实验方案

10.5K 次观看

⸱

DOI:

10.3791/55864

⸱

2018年6月18日

 ,  ,  ,  ,  ,  , 

* These authors contributed equally

本文内容

摘要

线索反应性被定义为对与吸毒经历相关的线索的敏感性,这种敏感性会导致戒断个体产生渴求和复吸。在大鼠模型中,通过测量其在自给药和强制戒断后的线索反应性测试中对药物相关线索的注意偏向所引发的趋近性摄食行为,来模拟线索反应性。

摘要

可卡因使用障碍(CUD)表现为反复自我给药的过程,在此过程中,原本中性的刺激逐渐获得激励价值。线索反应性(cue reactivity)指个体对既往与用药体验相关联的线索所表现出的敏感性,在戒断期间的人类渴求中起重要作用。线索反应性可表现为对与药物相关线索的注意偏向,在临床前研究和人类研究中均可通过食欲性趋近行为进行测量。本文描述了一种用于评估经训练后自我给药可卡因的大鼠线索反应性的方法。可卡因自我给药过程伴随特定线索的呈现,这些线索作为条件性强化物(即,环境灯、刺激灯、输注泵声音)。在经历一段戒断期后,测量大鼠在曾与可卡因输注配对的特定线索存在下,于可卡因自我给药环境中按压杠杆的行为,以此评估其线索反应性。该模型可用于探究线索反应性背后的神经生物学机制,也可用于评估旨在抑制线索反应性从而降低复吸易感性的药物治疗策略。该模型的优势在于其具有良好的转化相关性,以及表面效度和预测效度。 该模型的主要局限性在于,线索反应性任务只能偶尔进行,且持续时间必须较短(例如,1小时),否则大鼠将开始消退特定线索与可卡因刺激之间的关联。该模型可推广至任何与特定线索配对的正性强化刺激;尽管其特别适用于滥用药物研究,但该模型未来也可能应用于肥胖等领域,其中可口食物奖励可作为正性强化刺激。

引言

可卡因使用障碍(CUD)的发展过程表现为反复自我给药,期间原本中性的刺激逐渐获得奖赏性动机价值1。线索反应性是指个体对既往与用药体验相关联的线索所表现出的敏感性,其在人类对药物的渴求中起重要作用2,3,4,5。对于那些对药物相关线索表现出高度敏感性的个体,其发展为CUD以及在戒断期间复吸的风险被认为更高6,7。环境背景(e.g.,人物、建筑、音乐类型)和离散的药物相关刺激(e.g.,吸毒用具)均可与可卡因的奖赏效应形成关联;接触这些线索可引发外周生理变化(e.g.,心率、皮肤温度和皮肤电阻)、脑可塑性以及脑功能连接的改变2,8,9,10。换句话说,重新暴露于可卡因相关线索会激活边缘-皮质-纹状体环路,诱发条件....

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

方案

所有动物操作均按照 实验动物护理和使用指南 (2011)并经机构动物护理和使用委员会批准。

1. 动物

  1. 将约8-9周龄(250-260 g)的雄性Sprague Dawley大鼠置于温度为21-23 °C、相对湿度为45-50%的动物房中,按照12 h光照-黑暗循环(光照时间:6:00-18:00)适应环境至少7天。
  2. 每笼饲养两只大鼠,研究期间每天进行日常处理。提供食物和水 随意摄取 在整个研究的各个阶段,均在动物的居住笼内进行。
    注意:食物限制会增强可卡因奖赏的显著性48,增强可卡因诱导的运动活动49,并作为复吸的应激因素50 因此也可能影响线索反应性。
  3. 将大鼠随机分配至生理盐水或可卡因处理组。

2. 手术

  1. 使用含有8.6 mg/kg的赛拉嗪、1.5 mg/kg的乙酰丙嗪和43 mg/kg的氯胺酮溶于抑菌生理盐水中的混合物对大鼠进行麻醉。通过夹捏其脚趾并监测运动反射和呼吸来确认大鼠是否已充分麻醉。将眼用软膏直接涂抹于眼睛表面,以防止角膜干燥。
    注意:如果大鼠未充分麻醉,则会对脚趾夹捏产生运动反应,且呼吸频率可能迅速....

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

结果

一项先前发表的研究57中可卡因自我给药与戒断实验,随后进行线索反应性测试的结果如图1所示。研究时间线如图1A所示。

大鼠在达到标准后,会从FR1逐步过渡到FR5。随着操作性条件反射的进行,接受可卡因给药组的大鼠逐渐增加输注次数,直至达到稳定水平(图1B)。在可卡因给药组和生理盐水给药组中,非活动杠杆按压次数均始终保持在较低水平;非活动杠杆按压次数的差异可能提示动机或健康状况的变化。生理盐水自我给药作为对照,因为生理盐水不具备强化效应,因此从第1天到第14天,杠杆按压次数和输注次数不会上升(未显示)。如果可卡因给药组大鼠在第1天至第14天之间的活动杠杆按压次数下降,则提示导管可能已失去通畅性(也可通过2.2.2步骤中描述的方法加以.......

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

讨论

接触与药物配对的线索以及对这些线索产生的生理变化16与复吸相关11,16,上述所采用的可卡因线索反应性测试在无药物存在的情况下条件性地呈现与可卡因配对的线索;因此,以先前活跃的杠杆按压形式表现的觅药行为 可作为复吸易感性的一种衡量指标。本文所述的线索反应性方案是一种临床前方法,可用于测试能够调节复吸的药物治疗手段,并可用于研究影响复吸风险的遗传和环境因素。这是一种用于评估觅药行为的操作性任务,其具有许多与人类吸毒及复吸行为相似的特征,已有大量文献对关键的药物剂量和给药参数进行了优化,并采用了适当的对照措施,以确立其表面效度和转化预测能力28,36,37,39,

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

披露

作者声明无利益冲突。

致谢

所有行为学测试均在德克萨斯大学医学分部(UTMB)啮齿类动物In Vivo评估中心(RIVA Core)进行,该中心由Kelly Dineley博士领导,隶属于Kathryn Cunningham博士领导的成瘾研究中心。本研究工作得到了Peter F. McManus慈善信托基金、UTMB国家环境卫生科学研究所环境毒理学中心(T32ES007254)、UTMB转化科学研究所(UL1TR001439)、Mitchell神经退行性疾病中心以及UTMB成瘾研究中心(DA007287、DA070087及试点研究基金)的支持。

....

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
仪器设备
导管管路:0.50 mm 内径 × 0.94 mm 外径 × 0.2 mm 宽度Fisher Scientific, Hampton, NH, USA11-189-15A1/次实验
提示灯Med Associates Inc., St. Albans, VT, USAENV-229M2/操作箱
引导套管(22 号,基座尺寸 8 mm,切割长度 11 mm,基座上方 5 mm)Plastics One, Roanoke, VA, USA8IC313G5UPXC1/只大鼠
箱内照明灯Med Associates Inc., St. Albans, VT, USAENV-227M1/操作箱
输注泵Med Associates Inc., St. Albans, VT, USAPHM-1001/操作箱
杠杆Med Associates Inc., St. Albans, VT, USAENV-110M2/操作箱
液体旋转接头Instech, Plymouth Meeting, PA, USA375/221/操作箱
MED-PC 软件包(含输注泵软件)Med Associates Inc., St. Albans, VT, USASOF-735(输注软件 SOF-700RA-10 版本 1.04)1
金属弹簧连接管Plastics One, Roanoke, VA, USAC313CS/SPC1/操作箱
针头(23 号,1 英寸)Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ, USA3051931/操作箱
Nitex 网格(6/6 编织网片,12"×12",厚度 500 微米,开孔面积 38%)Amazon, Seattle, WA, USACMN-0500-C, B000FMUNE6约 1 张/100 只大鼠
PCI 接口模块包Med Associates Inc., St. Albans, VT, USADIG-700P2-R2, MED-SYST-161/16 个操作箱
接口模块电源Med Associates Inc., St. Albans, VT, USASG-6510D1/16 个操作箱
隔音箱Med Associates Inc., St. Albans, VT, USAENV-018V1/操作箱
注射器,10 mL,鲁尔锁™ 接头Fisher Scientific, Hampton, NH, USA14-827-521 盒/次实验(1/操作箱)
冲洗用 Tygon 管路:0.51 mm 内径 × 1.52 mm 外径,0.51 mm 宽度 × 152.4 m 长度Fisher Scientific, Hampton, NH, USA14-170-15B1/次实验
化学试剂
乙酰丙嗪(10 mg/mL)Henry Schein(动物健康),Melville, NY, USA003845约 0.5 mg/只大鼠*
Acraweld 修复树脂Henry Schein(牙科),Melville, NY, USA10139591/次实验
Altalube(眼科软膏)Henry Schein(牙科),Melville, NY, USA60500591/次实验
可卡因NIDA, North Bethesda, MD, USAN/A整个实验约 350 mg/只大鼠*;需持有 DEA 许可证
肝素(10,000 USP 单位/10 mL)Sagent Pharmaceuticals, Schaumburg, IL, USANDC 25021-400-101/次实验(约 21 单位/只大鼠*)
Jet 液体Henry Schein(牙科),Melville, NY, USA12564011/次实验
氯胺酮(100 mg/mL,10 mL)Henry Schein(牙科),Melville, NY, USA1049007约 15 mg/只大鼠*;需持有 DEA 许可证
甲氧比妥钠(Brevital®,500 mg/50 mL)Patterson Dental, Saint Paul, MN, USA043-54611/次实验;需持有 DEA 许可证
生理盐水(0.9%,USP)Baxter, Deerfield, IL, USA2B13071 盒/次实验
链激酶(来源于 β-溶血性链球菌(Lancefield C 组),≥3,000 单位/mg)Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USAS3134-250KU1 瓶/次实验(约 1.5 mg/只大鼠/次实验*)
替卡西林二钠盐Fisher Scientific, Hampton, NH, USA50-213-695约 4 瓶/次实验,或购买 25 g 瓶装(货号 50-489-093)(约 150 mg/只大鼠/次实验*)
赛拉嗪(100 mg/mL)Henry Schein(动物健康),Melville, NY, USA033198约 3 mg/只大鼠*
*假设大鼠年龄符合方案描述,大鼠自给药持续 14 天,冲洗持续 21 天。

参考文献

  1. Koob, G. F., Volkow, N. D. Neurobiology of addiction: a neurocircuitry analysis. Lancet Psychiatry. 3 (8), 760-773 (2016).
  2. Carter, B. L., Tiffany, S. T. Meta-analysis of cue-reactivity in addiction research. Addiction. 94 (3), 327-340 (1999).
  3. Drummond, D. C.

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

重印与许可

探索更多文章

可卡因自我给药压杆戒断期导管通畅性固定比率程序操作式条件反射箱输注泵复吸风险