小鼠可卡因诱导的行为敏化与条件性位置偏爱评估

这些行为学实验的总体目标是使研究人员能够检测与药物相关的行为，例如奖赏效应和行为敏化。这些方法有助于回答药物成瘾领域中的关键问题，例如哪些分子或信号通路参与了药物诱导的神经可塑性。这些技术的主要优势在于通量高，且可使用自制或市售设备完成。当我们采用不同药物剂量进行条件性位置偏爱（CPP）实验时，该方法能够揭示因药物敏感性改变而产生的差异，从而增强研究结果的可信度。本实验使用配备光电束系统的三室型CPP装置进行自动化数据采集，建议准备四套或更多。该装置包含两个较大的主室A和B，小鼠可通过顶部盖子放入其中。每个主室内均设有可调光光源。A室和B室在视觉上具有明显区别（例如白色对比黑色），并在触觉上也有所不同（例如地面材质纹理不同）。两个主室之间为一个较小的中性连接室（即C室），通过滑动门与两侧相通。有关CPP装置的更多细节，包括如何设置平衡设计的重要信息，请参阅文字版实验方案。在这些实验中，应使用经过常规抓取适应的小鼠，以尽量减少动物处理方式差异对实验结果的影响。准备测试房间，彻底清洁CPP装置，开启设备并调暗室内灯光。在实验开始前60至90分钟，将小鼠转移至测试区域。在第一次测试日进行预测试：打开室间门，准备各个实验舱；随后启动计算机程序，加载测试程序，输入动物编号并发出开始指令。准备就绪后，将每只小鼠轻柔地放置于其对应装置的中间室中。预测试结束后，将小鼠放回其饲养笼，并导出数据。根据预测试结果，确定每只动物对A室和B室的偏好程度：计算其在两室中停留时间的差值，并以此差值作为偏好指数。需特别关注预测试中表现出强烈偏好的个体（如文字方案所述，此处以红色标示），并据此为每只小鼠确定配对药物的实验舱。每个测试组的偏好指数总和应尽可能接近零，即在每组中约一半的小鼠分配至其偏好侧。同时，在每组内应将动物均衡分配至A室和B室。若需同时进行多个组的条件化处理，建议将使用同一装置的动物分配至相对的实验舱。更多细节请参阅文字方案。在采用平衡设计的条件性位置偏爱实验中，一个关键步骤是合理分配药物配对室，以确保各测试组的预测试得分尽可能相等且接近零（即无明显偏好）。开始前，每次条件化阶段均需称量每只小鼠的体重。在第一天条件化时，根据每只动物的体重准备含有可卡因或选定测试药物的注射器。在交替日，则准备生理盐水或其他适当溶剂的注射器。关闭室间门以准备实验箱，加载计算机中的条件化程序，输入动物编号并启动程序。随后，对动物进行药物或溶剂的单次注射，并将其放入指定的实验箱中。必须确保每只小鼠每天均在正确指定的A室或B室中接受条件化处理，因为此步骤的任何错误都可能导致动物被剔除出研究。条件化时间不得超过30分钟，结束后将小鼠放回其饲养笼。所有实验完成后，导出数据并将小鼠送回饲养区。本实验采用4×8排列的光电束阵列，尺寸为20英寸×11.5英寸，建议准备4至16套。将每个阵列置于顶部开放的黑色亚克力（Plexiglas）实验舱中。在测试房间内，准备红光以照亮实验舱。在软件中设置每日适应性训练和注射实验的程序会话：首先，将适应性训练实验时长设为30至60分钟，1小时为合适的起始点；并将光束中断数据以5分钟或更短的时间段进行记录。其次，设定每个实验舱中的实验开始时间为第一个光电束被触发时，该触发发生在程序接收到启动信号之后。第三，将注射实验的时长设为60至120分钟。若条件允许，在注射实验中应选择由各个光电束阵列独立启动开始信号，而非同步启动。行为敏化实验需要连续进行10至11天的初始测试。每天在测试前30至60分钟将小鼠带入行为学准备间。然后，在每个实验舱中放置一个全新的半透明小鼠笼，并确保光电束对准每个笼子的长轴中心。准备就绪后，按随机顺序从小鼠饲养笼中取出动物，先抓颈背部固定并称重，随后将其放入指定的运动活动测试笼中，盖上盖子。每天的流程包括一次无注射的适应性训练实验，随后进行一次注射实验。在适应性训练期间，根据每只小鼠当前的体重准备注射器。所有适应性训练结束后，加载注射实验程序并安静进入测试房间。注射一只小鼠后，立即在软件中发出对应笼子的开始信号，然后迅速将其放回测试笼中。在前3至4天给予生理盐水或其他适当溶剂注射，随后连续7天给予可卡因或选定测试药物。所有注射实验结束后，将小鼠送回饲养房间。在CPP实验中，野生型C57 black 6n小鼠分别接受仅生理盐水处理，或两种不同浓度的可卡因处理。仅接受生理盐水处理的组在条件化后未表现出偏好变化，符合预期；而接受可卡因处理的组则表现出显著增强的位置偏好。前后测试中在不同实验舱停留时间的比较显示，接受可卡因处理的小鼠在与可卡因配对的实验舱中停留的时间明显长于其他任一实验舱。仅接受生理盐水处理的小鼠在实验舱偏好上未表现出显著差异，符合预期。接下来，在C67 black 6n小鼠中进行了运动活动实验：前3至4天给予生理盐水注射，随后连续7天给予四种不同剂量的可卡因注射。正如预期，随着可卡因剂量的增加，行为变化更加显著。为进一步挑战，在停药1至2周后，各组再次给予原始剂量的可卡因。之后还可设置不同停药周期和剂量的额外挑战实验。尽管本视频演示使用的是市售设备，但许多实验室已成功使用自制装置完成这些实验。在实施这些操作时，必须确保所有动物接受均等的处理，以减少应激、操作误差和实验间变异。需考虑的变量包括抓取处理时间、在测试房间及实验舱内的停留时间。这些实验的延伸应用包括CPP的消退与复燃实验，以及运动敏化中的长期或交叉敏化挑战实验，这些可能是理想的研究方向。此外，重要的是应使用未经药物处理的