December 15th, 2016
我们描述诱导奖励和nonrewarding使用乙醇自愿消费在奖励状态变化的措施果蝇( 果蝇 )经验的协议。
该程序的总体目标是测量果蝇的乙醇自我给药,作为奖励状态变化的代表。这种方法可以帮助回答神经科学中的关键问题,例如,经验如何在大脑中编码,并导致行为的改变。这种技术的主要优点是它相对简单,不需要复杂的设置。
该协议由两个独立的部分组成。第一个是让果蝇接触有益和非有益的经历,第二个是测定自愿乙醇消费量作为获得药物奖励的动机的衡量标准。协议的两个部分可以独立使用。
诱导经验的调节作为进一步下游测定的初始步骤,或者作为独立的两种选择饲喂测定。演示该程序的是我实验室的硕士生 Shir Zer 和研究生 Julia Ryvkin。要开始构建毛细管进料器,首先取一个沿样品瓶侧面有小孔的标准飞瓶。
使用剃须刀片将样品瓶的塞子横向切成两半。在插头表面标记四个点,形成一个方形来定位毛细管支架。用 18 号针头,在标记位置的塞子上打四个孔。
并使用微量移液器将孔弄得更宽。使用剃须刀片切割四个微量移液器,使其牢牢容纳五个微升玻璃毛细管。将这些插入准备好的塞子上的孔中。
在塞子上标记两个将含有乙醇的毛细管的位置。接下来,将玻璃瓶放在微量离心机架中。融化苍蝇食物,然后将 2 毫升倒入每个小瓶中。
让食物变硬,然后用保鲜膜盖住小瓶。首先取走被单独安置在较小小瓶中的雄性苍蝇。将这些随机分配给两组。
那些将经历有益的交配经历与无回报的交配经历的那些。从无奖励组开始,在每个小瓶中添加一个先前交配的雌性。继续奖励组,在每个小瓶中添加一名处女女性。
观察交配遭遇,以确保雄性与处女雌性互动在第一个小时内成功交配。而且与先前交配的雌性互动的雄性不会交配。必须仔细观察,以确保交配的队列确实经历了交配,并且被拒绝的队列无法交配。
一小时后,从实验中去除被拒绝队列中成功交配的任何雄性,以及在第一次训练结束时未最终交配的交配队列中任何雄性。通过从无回报状态中吸出先前交配的雌性来结束调节会议,将这些个体留作以后的试验。最后,从交配的雄性群体中取出并丢弃雌性。
让果蝇休息一小时,然后再重复一小时的调节测定两次,中间休息一小时。这些训练课程应每天重复一次,持续三天。在第 4 天的最后一次调理后,吸出单只雄性,将它们分成 6 到 8 个一组放入毛细管饲养瓶中,将果蝇放在同一个奖励组中。
在转移过程中,使用软塞将雄性固定在原位。插入所有果蝇后,将软塞更换为毛细管进料塞。在每个塞子的顶部轻轻加入 5 毫升水来润湿塞子,以避免溢出到样品瓶中。
准备乙醇和水食品溶液,然后将 5 微升滴剂滴在实验室胶片上。让溶液充满毛细管,直到达到 5 微升标记。然后它们在条带上轻轻敲击,将溶液准确定位在预先标记的线上。
将毛细管的末端浸入小滴矿物油中,以密封毛细管的末端。最后,将两种含乙醇和不含乙醇的毛细管插入塞子中的适配器中。裸露的侧面应从插头表面突出 1 毫米或更小。
保持毛细管的开口靠近湿塞可以减少蒸发并便于接触食物,因为苍蝇通常坐在塞子上并爬下暴露在外的毛细管上进食。此外,准备一个不含苍蝇的模拟小瓶,将其用作评估自然蒸发的对照。最后,记录小瓶中每个毛细管中液体相对于黑线(以毫米为单位)的相对位置。
将样品瓶放入实验培养箱中 24 小时。测量并记录每个去除的毛细管中相对于黑线的液体液位。实验进行后,每天在设定的时间更换毛细管。
用两毫升水重新润湿塞子,然后将样品瓶放回培养箱中。野生型 Canton S 品系雄性果蝇在羽化时收集并老化至 4 天大,在 4 天内对其与生俱来的饮酒偏好进行检测。对乙醇和非含乙醇溶液消耗的体积的分析表明,果蝇对 15% 乙醇食物来源表现出显着偏好。
用交配与被拒绝的雄性重复 CAFE 实验。这两个群体以前都是单独饲养的,并暴露于接受或拒绝交配的雌性。将样品瓶分组引入 CAFE 样品瓶后,被排斥的组从乙醇毛细管中消耗了更多。
这表明感知到缺乏奖励会导致寻求奖励的行为增加。相反,成功的交配会增加内部奖励水平,从而降低乙醇消耗量。在尝试此程序时,重要的是在整个实验中保持良好的湿度环境,特别强调消耗部分,每天给塞子浇水,并使毛细管末端靠近湿塞。
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本协议描述了如何通过自愿乙醇消费来诱导果蝇(Drosophila melanogaster)的有奖励和无奖励体验。它作为奖励状态变化的测量指标,为行为修改提供见解。
Quantitative measurement of reward-seeking behavior in Drosophila via ethanol self-administration provides a scalable model for dissecting neural and genetic mechanisms underlying motivation. This approach enables early-stage target validation and mechanistic de-risking for neurobehavioral pathways relevant to addiction and reward modulation. Its simplicity and reproducibility position it as a foundational tool for portfolio triage and hypothesis-driven discovery in neuropharmacology.
This method integrates at the interface of early discovery and lead identification, supporting hypothesis testing and target prioritization for neurobehavioral indications.