Hier ist ein Protokoll für das 2BC/CIE-Modell der Alkoholabhängigkeit bei Mäusen zur Untersuchung der Alkoholkonsumstörung.
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Methodenartikel
Hier ist ein Protokoll für das 2BC/CIE-Modell der Alkoholabhängigkeit bei Mäusen zur Untersuchung der Alkoholkonsumstörung.
Alkoholkonsumstörung (AUD) ist eine chronische alkoholbedingte Störung, die sich typischerweise als unkontrolliertes Trinken und Beschäftigung mit Alkohol äußert. Eine Schlüsselkomponente der AUD-Forschung ist die Verwendung translational relevanter präklinischer Modelle. In den letzten Jahrzehnten wurden eine Vielzahl von Tiermodellen verwendet, um AUD zu untersuchen. Ein prominentes Modell der AUD ist das Modell der chronischen intermittierenden Ethanoldampfexposition (CIE), das ein gut etablierter Ansatz zur Induktion von Alkoholabhängigkeit bei Nagetieren durch wiederholte Zyklen der Ethanolexposition durch Inhalation ist. Um die AUD bei Mäusen zu modellieren, wird die CIE-Exposition mit einer freiwilligen Zwei-Flaschen-Auswahl (2BC) an Alkoholkonsum und Wasser gepaart, um die Eskalation des Alkoholkonsums zu messen. Das 2BC/CIE-Verfahren beinhaltet abwechselnd Wochen mit 2BC-Trinken und CIE, die sich wiederholen, bis die Eskalation des Alkoholkonsums erreicht ist. In der vorliegenden Studie skizzieren wir die Verfahren zur Durchführung von 2BC/CIE, einschließlich der täglichen Nutzung der CIE-Dampfkammer, und geben ein Beispiel für eskalierten Alkoholkonsum bei C57BL/6J-Mäusen unter Verwendung dieses Ansatzes.
Alkoholkonsumstörung (AUD), die chronischen übermäßigen Alkoholkonsum beinhaltet, ist eine der häufigsten psychiatrischen Störungen und ein globales Problem. AUD-Symptome beinhalten wiederholte Zyklen von Rausch, Entzug und Heißhunger und sind gekennzeichnet durch den ständigen Konsum von Alkohol ohne Rücksicht auf die sozialen, beruflichen und gesundheitlichen Folgen1,2,3,4,5,6,7. Alkoholkonsumstörungen treten häufig in Verbindung mit anderen weit verbreiteten, anhaltenden und beeinträchtigenden psychischen Störungen auf8, wie z. B. ADHS9, anxiety10 oder depression11 und ist allein in den Vereinigten Staaten für jährlich etwa 88.000 Todesfälle verantwortlich2. Übermäßiger oder häufiger Alkoholkonsum kann sich auf den Arbeitsstatus und die sozialen Beziehungen einer Person auswirken12 und kann zu erhöhter Gewalt13 führen. Körperlich kann ein akuter Alkoholentzug zu Angstzuständen, Unruhe, Zittern, übermäßigem Schwitzen, Bewusstseinsstörungen und Halluzinationen führen14,15. Darüber hinaus können Menschen Entzugserscheinungen verspüren, wenn sie weniger trinken oder aufhören, und gereizt oder launisch werden16. Darüber hinaus kann chronischer Alkoholkonsum zu Gedächtnisverlust führen17 und zu Thiaminmangel, auch bekannt als Wernicke-Korsakoff-Syndrom (WKS), der erheblich zur alkoholinduzierten Demenz beiträgt18.
Um die AUD-Forschung weiter voranzutreiben, ist es notwendig, translational relevante Tiermodelle der Krankheit zu haben. Das häufigste Modell der AUD bei Nagetieren ist die chronische intermittierende Ethanoldampfexposition (CIE), die ein gut etablierter Ansatz zur Induktion von Alkoholabhängigkeit durch wiederholtes Einatmen von Alkoholdampf ist4,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30. CIE-Verfahren bei Nagetieren induzieren Entzugserscheinungen wie durch die Handhabung induzierte Krämpfe31, Übererregbarkeit, reizbarkeitsähnliches Verhalten, angstähnliches Verhalten und Schlafstörungen und führen zu einer Eskalation des Alkoholkonsums22,32,33,34,35. Darüber hinaus führt CIE zu einer signifikanten Eskalation des freiwilligen Alkoholkonsums, was den zwanghaften Konsum widerspiegelt, der bei Menschen beobachtet wird36. Während der Intoxikationsphasen zeigen Mäuse Verhaltens- und physiologische Anzeichen, die mit einer Alkoholintoxikation beim Menschen übereinstimmen, einschließlich Ataxie, Sedierung und beeinträchtigter Hypothermie37,38<span style="font-size: 11.6667px;">,39. Diese Ergebnisse unterstreichen die Nützlichkeit des CIE-Modells bei der Erfassung sowohl der neurobiologischen als auch der verhaltensbezogenen Aspekte der Alkoholabhängigkeit, was es zu einem wertvollen Instrument zur Aufklärung von AUD-Mechanismen und zur Erprobung potenzieller therapeutischer Interventionen macht. In präklinischen Modellen der AUD, wie z. B. der chronischen intermittierenden Exposition gegenüber Ethanol (CIE)-Dampf, zeigen Mäuse verhaltensbezogene und physiologische Anzeichen, die der menschlichen Alkoholvergiftung und -abhängigkeit entsprechen. Während der Intoxikationsphasen können Mäuse Symptome wie Ataxie, Sedierung, vermindertes Erkundungsverhalten und beeinträchtigten Aufrichtreflex zeigen. Angesichts dieser Risiken wurden die Tiere während und nach der Exposition gegenüber Ethanoldampf engmaschig überwacht, um Anzeichen einer schweren Vergiftung oder einer Verschlechterung des Gesundheitszustands zu erkennen.
Bei Ratten beinhaltet das CIE-Modell häufig die operante Selbstverabreichung von Alkohol, um die Eskalation der Aufnahme zu messen40,41,42, während das Mausmodell CIE und Trinken mit zwei Flaschen (2BC) beinhaltet43,44. Präklinische Modelle der Alkoholabhängigkeit haben durchweg gezeigt, dass Tiere ihre Ethanolaufnahme nach chronischer Ethanoldampfexposition erhöhen23,45,46,47. Speziell bei Mäusen wurde gezeigt, dass wiederholte CIE-Zyklen die freiwillige Ethanolaufnahme erhöhen3,21,48,49,50. Insgesamt zeigen frühere Studien, dass das CIE-Modell ausreicht, um den Ethanolverbrauch zu erhöhen und die AUD bei Nagetieren zu modellieren.
Diese Studie zielt darauf ab, die CIE-Methode zur Untersuchung von AUD hervorzuheben und sich insbesondere auf das 2BC/CIE-Mausmodell zu konzentrieren. Wir gehen auf einen detaillierten Prozess der Schritte ein, die für die Durchführung von 2BC/CIE erforderlich sind, und stellen ein Beispiel für die Eskalation des Alkoholkonsums nach CIE vor.
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Alle Verfahren wurden vom Purdue University Animal Care and Use Committee genehmigt. In der vorliegenden Studie wurden 8 Wochen alte C57BL/6J-Mäuse verwendet. Die CIE-Gruppe hatte 5 Mäuse (3 Männchen, 2 Weibchen) und die Air-Gruppe hatte 10 Mäuse (5 Männchen und 5 Weibchen). Die Tiere stammten aus einer kommerziellen Quelle (siehe Materialtabelle) und wurden in einem 12-stündigen Hell-Dunkel-Zyklus mit Zugang zu Futter in Gruppen untergebracht. Das Körpergewicht der Mäuse wurde während des gesamten Experiments einmal pro Woche gemessen.
1. Allgemeines Versuchsdesign
HINWEIS: Two-bottle choice (2BC)/chronic intermittent ethanol vapor exposure (CIE) ist ein präklinisches Mausmodell zur Erforschung der Ethanolabhängigkeit51.
2. Experimentelle Vorbereitung
3. Gewöhnung an Tiere
4. Auswahl mit zwei Flaschen mit 15% w/v Ethanol und Wasser
5. Chronische Exposition gegenüber intermittierendem Ethanoldampf (CIE)
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In der vorliegenden repräsentativen Studie wird die Alkoholaufnahme (g/kg) während des 2BC-Verfahrens in der Basislinienphase und nach mehreren Wochen mit CIE (nach Dampfexposition) angegeben. Kurz gesagt, wie im Protokoll beschrieben, hatten die Mäuse während des 2BC-Verfahrens Zugang zu zwei Flaschen: eine enthielt Wasser, die andere 15 % (w/v) Ethanol. Nachdem die Basislinienaufnahmemengen bestimmt waren, wurden die Versuchstiere aufgeteilt und gleichmäßig den CIE- oder Luftgruppen zugewiesen. Die anfängliche Basislin...
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Die Alkoholkonsumstörung stellt ein globales Problem der öffentlichen Gesundheit mit hoher Prävalenz und hohen Kosten für die Gesellschaftdar 56. Um AUD in präklinischen Tiermodellen zu untersuchen, ist eine gängige Methode bei Mäusen2BC/CIE 20,34,43,44,51,57,58,59.
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Maury Cole ist der Eigentümer und Betreiber von La Jolla Alcohol Research Inc.
Diese Arbeit wurde durch Zuschüsse der National Institutes of Health (NIH) AA027301 und AA029985 unterstützt.
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| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| 500 Eppendorf Tubes | Eppendorf | L203896J | |
| 95% Ethanol | Decon Laboratorien | 2816 | |
| Analox Maschine | Analox Instruments | Analox-AM1 | |
| Tierwaage | Kent Scientific | SCL-4000 | |
| Binder Clips | Office Depot | 560394 | |
| C57BL/6J Mäuse | Die Jackson Laboratory | 000664 | |
| Zentrifuge | Eppendorf | 5418R | |
| Chronische intermittierte Dampfkammer | La Jolla Alcohol Research Inc | Maßgeschneiderte Materialien | |
| Heparin/EDTA | Sagent Pharmazeutika | TS/DRUGS/2/2015 | |
| Mausbettwäsche | Bed-o' Cobs | 8B | Füllung mit 1/8" tiefer |
| Maus-Trinkflasche | Maßgeschneiderte Materialien | ||
| Pyrazol | Sigma-Aldrich | bccc6397 | |
| Teklad global 18% Protein (Mausnahrung) | Teklad global | Envigo 2018 |
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