Name: ラットのショ糖の渇望のインキュベーションを評価するための一般的な方法 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-11-04T12:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 44 s
Description: 学ぶラットのショ糖渇望のインキュベーション評価法。強制禁断期間後のキュー応答変化を測定し、薬物依存症の再発メカニズム解明に貢献する行動神経科学的手法を習得する。

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この原稿とビデオの制作は、神経科学イニシアティブ、およびウェスタンワシントン大学の健康補助R15の薬物乱用/国立研究所DA016285 - 02、ウェスタンワシントン大学の生物医学の研究活動に関する国立研究所によってサポートされていました。

1。動物科目<ol><li>雄のLong - Evansラットには、研究の開始時に3ヶ月です。ラットは、ウェスタンワシントン大学ビバリウムで飼育（ギルロイ、カリフォルニア州、米国）シモンセン由来であり、ピュリナミルズ社マズリのげっ歯類ペレット（グレーサミットと12時間の逆の昼/夜サイクル（0700時消灯）に個別に収容されています、MO、米国）と水の利用可能な随意。 </li><li>すべてのトレーニングとテストには、常に訓練を受け、毎日同じ時間で試験ラットのコホートで0900から1300の間で行われます。 </li><li>ラットは試験期間のため、毎週月曜日、水曜日、および金曜日の重量を測定している。 </li><li>トレーニングフェーズの直前に、ラットを訓練の初日にショ糖の自己管理を奨励するため、約20時間水を奪われている。 </li></ol> 2。行動手順すべてのオペラント行動の手順は、標準的なオペラント条件付けチャンバー（メッドアソシエーツ社、セントオールバンズを使用します。各オペラント条件付けチャンバーの上部にある注入ポンプ（Razel科学機器、セントオールバンズ、バーモント州、米国）と、VT、アメリカ合衆国）。オペラント条件付けチャンバーは、換気ファンを備えた健全な減衰キャビネット（西ワシントン大学、米国）で囲まれています。すべての実験条件とデータの収集は、メッドPC IVソフトウェア（メッドアソシエーツ社、セントオールバンズ、バーモント州、米国）によって制御されます。 オペラント条件付けチャンバー（30 × 20 ​​× 24センチ）2つのレバー（静止1と引き込み式つ）、トーンジェネレータ、引き込み式のレバー上記の白色刺激の光、そして反対側の壁に赤い家の光が含まれています。輸液ポンプは、アクティブレバーの右側に報酬レセプタクルにショ糖を提供します。レバーは、グリッドの床から10cmです。四赤外線photobeams十字形それぞれのチャンバー。フロントビームは、側壁からそれぞれ10.5センチメートルと側面が側壁から各​​6センチメートルをビームである。各ビームはステンレス鋼製バー床上4.5センチメートルです。ビーム再度、完全な休憩の数をカウントするように設定。ビームブレークの合計数は、トレーニングと渇望のテスト中に記録されます。 前の最初のトレーニングセッションへの水の制限を除いて、ラットをホームケージにとオペラント条件付けチャンバーの両方食糧と水を自由に摂取されています。チェンバースは、ビバリウムと同様に、逆方向の光のサイクル上にある、専用の試験室にあります。ラットは、遮光布で覆われているカートでお部屋の間にホームケージで輸送される。各セッションの終わりに、ラットをホームケージに戻されます。 トレーニング、強制禁欲、およびテスト：典型的な実験には3つのフェーズがあります。テストは渇望が評価されることを特徴セッションです。我々は調査に応じて、2つの一般的なテスト手順で渇望を評価する。これら2つの手順は、セクション2.3.1と2.3.2で説明されています。 <ol><li>トレーニング<ol><li>典型的な実験で、ラットは2時間/日を過ごす彼らはレバーの右側にあるコンセントに10％ショ糖溶液0.2ml配信用リトラクタブル（アクティブ）レバーを押すように許可されているオペラント条件付けチャンバーで10日間連続。 </li><li>この応答はまた、トーン（2kHzの、周囲の騒音を15 dB）および白色光からなる化合物の刺激を活性化する。化合物の刺激は5秒間持続し、アクティブレバーで押すが記録されている時に40 - sのタイムアウトが続きますがないプログラムされた結果を持っていない。 </li><li>非アクティブな（固定）レバー上の応答はプログラムされた結果がありませんが、印刷機が記録されます。ビームブレークの番号は、トレーニングとテストの間に記録されます。すべての応答と運動対策は時間のコース（2分ビン）として記録されますが、通常はセッションごとに合計として報告されます。 </li></ol></li><li>強制禁欲。ラットは、強制的禁欲の期間中、ホームケージに残ります。我々が使用する典型的な強制禁欲期間は、番目のラットをテストしているためです。すぐにトレーニング（強制禁欲中30日目）の最終日に続く最後のトレーニングの日（強制的に禁欲の1日目）または30日以下の電子の一日。 </li><li>テスト<ol><li>手がかりなしで絶滅。このテスト手順では、ラットは最初の応答がない影響がないことを除いて、トレーニングと同じ条件でアクティブレバーを押すように許可され、セッションの持続時間は1時間ですしているラットは、試験日にこれらの絶滅のセッションの少なくとも6を体験。各絶滅のセッションは、アクティブレバーが取り消されると、家の光がオフになっている5分間のピリオドで区切られています。 "絶滅"は応答アクティブレバーが20未満の押下/ hに削減されている場合に表示されます一部のラットは、第7回会合が必要です。次のセッションは、（別の5分の遅延の後）ラットは、トーンのために押すことができるテストセッション+最初にトレーニング中にショ糖の各配信とペアにされた光を合図です。 </li><li>手がかりと絶滅。これは省略形でDのテスト手順、ラットはそのショ糖が配信されていない除いてトレーニングと同一の条件でアクティブレバーを押すように許可されています。 </li></ol></li><li>押して非アクティブなレバーは、レバーの差別の尺度として使用される。それは、非特異的運動活性化の指標として使用される、photobeamブレイクと共に、またです。運動の対動機の変化は渇望の行動の解釈を複雑にする。応答およびスクロースまたは別の食品のための高レートで応答するラットに化合物（例：7を影響を与える潜在的な欲求で攻撃されている薬理学的研究における比較のグループがあるとしてphotobeamブレークデータは、渇望するモーター対モチベーションの貢献を明確にするのに有用な非アクティブレバー、8）。 </li></ol> 3。代表的な操作は、強制禁欲の可変期間後にショ糖の渇望に影響を与えるここで説明する一般的な方法は、行動と神経生物学determinaをプローブする方法を提供します強制的に禁欲の可変期間後の渇望のNTS。第4節で提供される代表的な結果に関連するメソッドは、ここで説明する。 <ol><li>飽食。一部のラットは、直前のテスト8〜17時間自分のホームケージで10％ショ糖のボトルを受け取った。本研究ではラットを手がかり手続きなしで絶滅を使用してテストされました。 </li><li>環境エンリッチメント。他の人が大規模に移動している間強制禁欲期間中、一部のラットは（36 × 40"高さ"幅× 20"深さ、品質のケージの製品、ポートランド、OR、アメリカ）個々の住宅（コントロール）に残ったケージ3つのコホートで（充実）。充実の動物がPVCチューブを含む自分の環境でいくつかのおもちゃを持っていたし、また小説のおもちゃごとM、W、F 10を与えられた。本研究ではラットを手がかり手続きなしで絶滅を用いて試験を行った。 </li><li>薬理学的挑戦。試験日に、ラットはドーパミンD1拮抗薬SCH 23390の用量で前処理した。本研究のWERのラットeは、手がかりの手順で絶滅を使用してテスト。 </li></ol> 4。代表的な結果： <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/3335/3335fig1.jpg" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="図1"> 図スクロース渇望実験のインキュベーションのための1代表のトレーニングとテストデータ。 データポイントは、平均± SEMのを示している。図1aのためのグループのサイズは、グループごとに11-12遠距離図1bのグループのサイズは77匹となります。 1日目のグループから*有意差、P &lt;0.05。この図は、シュプリンガーの許可を得て8のデータから構成されている。 <img alt="図2" src="/files/ftp_upload/3335/3335fig2.jpg" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="図2"> 強制的に禁欲の1〜30日後にショ糖の渇望でスクロース飽食の2エフェクトを示します 。グループサイズはグループごとに8から9です。 1日目のグループから*有意差、†コントロール群、P &lt;0.05とは大きな差。この数字は適応さエルゼビアの許可を得て9日から。 <img alt="図3" src="/files/ftp_upload/3335/3335fig3.jpg" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="図3"> 図3は、環境エンリッチメントの一カ月は、ショ糖の渇望を減少させた。グループサイズは各8匹です。 1日目から*有意差、†コントロール群、P &lt;0.05とは大きな差。この図は、Wolters Kluwerの健康の許可を得て10から構成されている。 <img alt="図4" src="/files/ftp_upload/3335/3335fig4.jpg" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="図4"> より効果的に強制的に禁欲の一日後4全身SCH 23390減少ショ糖への渇望を示します 。グループのサイズは8-12あたりのグループです。 1日目のグループから*有意差、†0用量群、P &lt;0.05とは大きな差。この図は、シュプリンガーの許可を得て8から構成されている。 <ol><li>図1は、ラット自己管理ショ糖の代表的なトレーニングとテストデータ（図を示しています1 TOP）と、利用可能なスクロースペアのキュー（図1下）絶滅に応答。図に示すように、ラットはトレーニングおよびテスト中は、アクティブレバーで選択的に反応する。効果が応答してアクティブレバー上で最も堅牢ですが、興味深いことに、応答が非アクティブと歩行活動は、いくつかのインキュベーションを示しています。 </li><li>図2は、強制的に禁欲の1〜30日後にショ糖の渇望でスクロースと飽食の効果を示しています。飽食は強制禁欲の期間のいずれか後の応答を手がかりなしで絶滅を減らしましたが、唯一の強制的な禁欲1日だけを持っていたラットに単独でスクロースキューに対して応答を低減。 </li><li>図3に示すように、環境エンリッチメントは単独でスクロースキューのために強制的に禁欲1日だけ後に発見されたレベルにビヘイビアを応答し、応答キューなしでインキュベート絶滅を減少させた。 </li><li>図4は、禁欲に依存する応答手がかりと絶滅に対するSCH 23390の効果を示しています。 SCH 23390は、ほとんどのEFだ強制的に禁欲の1の後にショ糖の渇望を減らすことでfective、対30、日。 </li></ol>

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</ol>

すべての手順は、&quot;実験動物のケアの原則&quot;（NIH発行しない。86から23）で概説したガイドラインに従い、ウェスタンワシントン大学の動物実験使用の委員会によって承認された。

これはキューのために押すとレバーが前に渇望のテストセッションに消滅されていないなど、技術的に不正確ですが、ここで説明する手順は、復職の手続きとして識別することができます。典型的な回復の手順では、報酬ペアリングのキューで応答が消滅され、その後報酬（プライミング誘発性回復）や、フットショックなどのストレス要因（ストレス誘発性の回復）11の非偶発的なプレゼンテーションの管理で&quot;復活&quot;。キューへのアクセス（項目2.3.1）に続いて単独で押すと、レバーの絶滅は、復職に最も近い近似です。それにもかかわらず、我々が説明する手順は、目的指向スクロースペアのキューに対する応答の測定を可能にする。操作上、この動作は、再発の動作4,12-14に関連すると思われるキューを強化した&quot;渇望&quot;の動作です。 手がかりの手順（ITEと絶滅のいくつかの実用的な利点があります。キューの手続き（項目2.3.1）へのアクセスに続く手がかりのない絶滅メートル以上2.3.2）。後者のアプローチでは、一部のラットは、6つのセッションで基準に消火し...

<table border="1"><tbody><tr><td>アイテム</td><td>会社</td><td>カタログ番号</td></tr><tr><td>濃縮ケージ</td><td>品質ケージ会社</td><td> FH - 36 ½ T - N </td></tr><tr><td>オペラントチャンバー</td><td>メッドアソシエイツ</td><td> MED - 008 - CT - B3 </td></tr><tr><td> SCH 23390 </td><td>シグマ</td><td> D054 </td></tr></tbody></table>

ラットのショ糖の渇望のインキュベーションを評価するための一般的な方法

A General Method for Evaluating Incubation of Sucrose Craving in Rats

フードペアリング合図に応答して、食物制限食、食べ物への渇望の誰かのために禁欲と1をとる食品に再発の間に重要な行動の遷移点として働くことができる。このように概念化食品への渇望は、薬剤ペアの合図に応答して薬物渇望に似ています。豊富な文献は、薬物渇望の行動と神経生物学的決定要因を理解することを中心に開発され、我々と他の人はより良い食品2-4に関連して中毒のような振る舞いを理解する基本的な中毒の研究から、技術の翻訳に最近注力している。 薬物渇望の以前の研究で行ったように、我々は再発のラットモデルを利用してショ糖の渇望の動作を調べます。このモデルでは、ラットでは、数日間にわたってセッションの薬剤または食品のいずれかを自己管理する。セッションでは、応答レバーは音+光刺激と一緒に報酬を提供します。渇望の動作は、操作上での応答として定義されています報酬が利用できない場合、後続のセッション。ラットは、確実に音のために対応させていただきます+光刺激を、おそらく原因で、その取得したエアコン補強性に5。この動作は時々求めてショ糖またはキューの反応性と呼ばれます。現在の議論では、これらの構造の両方を包含する用語&quot;ショ糖の渇望&quot;を使用します。 過去十年間で、我々は時間の長さは報酬の自己管理の影響の報酬の渇望を、以下の方法に焦点を当てている。興味深いことに、ラットは強制禁欲の期間の数週間にわたり報酬ペアリングのキューに対して応答増加する。この&quot;渇望のインキュベーションは、&quot;虐待4,6の自己投与のどちらか食べ物や薬を持っているラットで観察される。我々は動物モデルで同定した渇望のこの時間依存性の増加は、人間の薬と食品の中毒の動作に大きな潜在的な問題を生じる可能性があります。ここでは、sucroのインキュベーションを評価するためのプロトコルを提示ラットにおけるSEの渇望。渇望はショ糖の自己管理コンテキスト（手がかりなしで消滅）内で、または一般的な絶滅のコンテキストでスクロースペアの合図の応答としてのレバー押しの絶滅に続く離散スクロースペアのキューの応答として評価されている場所手続のバリアントが表示されます。 （手がかりと消滅）。

食品または薬剤ペア合図の応答は、禁欲期間の経過とともに増加し、これが再発の行動への感受性の増加に関連する可能性があります。ここでは詳細自己管理スクロースを持つラットではこの&quot;渇望のインキュベーションを&quot;評価するための手順を。

食事制限中の人にとって、食物と対にした手がかりに反応して生じる食物への渇望は、禁欲から……への重要な行動的転換点となる可能性があります。

本実験の目的は、ショ糖の自己投与から短期間または長期間の強制的な禁欲期間を設けた後における、ラットのショ糖への渇望を評価することです。まず、ラットに10日間の連続したセッションでショ糖の自己投与を行わせます。その後、ラットをホームケージ内で1日間または30日間保持することで、ショ糖自己投与の強制的な禁欲期間を設けます。手順の最終ステップは、ラットを自己投与環境に戻し、以前にショ糖の自己投与と明示的に関連付けられた手がかりに対して反応させ、ショ糖自体には反応させないようにすることです。最終的に、ショ糖と対呈示した手がかりへの反応のVigoが、強制的な禁欲期間に応じてどのように変化するかを結果で示します。以前に報告した通り、ショ糖への強制的な禁欲を1ヶ月間継続すると、ショ糖への渇望が増強またはインキュベーション（潜伏期間後の増大）します。この手順を用いて自己投与実験を行い、渇望のインキュベーション（潜伏期間）における行動学的および神経生物学的基盤を調査することができます。既存の手法に対する本手法の主な利点は、最後の自己投与セッション後の経過時間を変化させることができる点にあります。この方法は、依存症研究分野における重要な疑問、特に強制的な禁欲期間の長さが渇望にどのように影響するのかを明らかにすることに役立ちます。この手法を用いることの意義は、再発行動に対する治療へと広がります。特に、大多数の個人が長期の禁欲期間後に再発しているためです。また、本手法は糖分への渇望に関する洞察を提供することが可能です。本手法は、薬物乱用などの他の報酬にも適用可能です。本研究では、研究開始時に生後3ヶ月の雄のlong Evansラットを使用します。ラットは、12時間の逆転日照サイクル条件下で個別に飼育し、ペレット状の飼料と水を自由飲水・自由摂食させます。手順を開始する前に、すべての実験群および対照群の動物の体重を測定してください。研究期間中、毎週月曜日、水曜日、金曜日に動物の体重を測定してください。最後に、ショ糖渇望研究を開始する約20時間前から、水制限を開始します。これにより、トレーニングの初日にショ糖の自己投与が促進されます。すべての訓練およびテストは900時から1300時の間に行われ、各コホートは毎日同じ時間にテストルームで訓練およびテストを受けます。オペラント条件付け装置は、換気ファンを備えた遮音キャビネット内に設置されています。本研究で使用した装置の寸法は30 × 20 × 24 cmであり、固定レバーと格納式レバーの2本のレバーが備わっています。両方のレバーは、格子状の床面から10 centimetersの位置に配置されています。さらに、チャンバー内にはトーンジェネレーター、格納式レバー上部の白色刺激灯、および反対側の壁面に赤色のハウスライトが設置されています。自発的活動量を評価するため、チャンバーには赤外線フォトビームが装備されており、前方ビームは側壁から10.5 centimeters、側方ビームはそれぞれ側壁から6 centimetersの位置に配置されています。各ビームはステンレス製バーフロアから4.5 centimeters上に配置されています。各チャンバーの上部にある輸液ポンプに、新鮮な10%sucrose溶液を補充します。関連ソフトウェアをプログラムし、ポンプを作動させて、レバーの右側にある受皿に0.2 millilitersの10%sucrose溶液を注入するように設定します。また、関連するソフトウェアプログラムを用いてチャンバーを制御し、格納式またはアクティブレバーを押した際に、トーン音と白色光からなる複合刺激も同時に作動するようにします。この複合刺激は5秒間持続させ、その後に42秒間のタイムアウト時間を設けます。このタイムアウト時間中のアクティブレバーへの押し込みは記録されますが、プログラム上の結果は伴いません。固定式または不活性レバーは、押しても結果が生じないようにプログラムし、押し込み回数のみを記録するようにします。基本的に、ソフトウェアは両方のレバーのすべての押し込み回数と、各トレーニングセッション中の赤外線ビームの遮断回数を記録する必要があります。トレーニングの初日、ラットをオペラント条件付け装置に合計2時間入れてください。この間、ラットは自由に移動することができ、格納式レバーを押して10%Sucrose溶液を投与させることができます。また、ラットは不活性な固定レバーを押すこともあります。すべての反応および運動量は2分ごとのビンとしてタイムコースで記録されますが、通常はセッションごとの合計として報告されます。2時間が経過したら、ラットを取り出してホームケージに戻します。次回のトレーニングセッションに支障をきたす可能性のある残留物や嗅覚的な手がかりを除去するため、オペラント条件付け装置を十分に洗浄してください。強制断薬期間中、ラットはホームケージ内に留まり、ペレット状の飼料と水が自由摂取（ad libitum）で提供されます。強制断薬期間は必要に応じて設定できます。渇望の潜伏期間に関する研究における一般的な期間は、1日から30日間です。さらに、スクロース、飽和度、または環境濃縮の効果など、テストすべき他のパラメータを対照条件下で投与することも可能です。ここでは、この期間に用いる2つのテストパラダイムを紹介します。そのうちの1つ目は、手がかりのない消去を示すものです。まず、オペラント条件付け装置をトレーニング条件と同じように設定します。ただし、アクティブレバーが押された際にトーンと白色光が作動しないように設定してください。装置をプログラムし、1時間の消去セッションを6回、中断することなく実施します。各セッションの間には、ハウスライトを消灯し、アクティブレバーを格納した5分間のインターバルを設けます。その後、強制断薬期間が終了したら、ラットをオペラント条件付け装置に入れ、1時間の消去セッションを6回、アクティブレバーに対する反応を測定します。6回目の消去セッションにおいて、能動的なレバー反応が1時間あたり20回未満に減少していれば、行動消去が認められたことになります。消去が起こらなかった場合は、ラットに7回目の消去セッションを行わせます。さらに5分間の休止時間を置いた後の次のセッションは1時間のテストセッションであり、ここでは、2番目のテスト手順である「手がかりを伴う消去」のトレーニング中に、スクロースの投与ごとにペア付けされていたトーン音と光の手がかりに対して、ラットがレバー押しを行えます。この際、オペラント条件付け装置はトレーニング条件を再現するように設定します。活性レバーを押してもショ糖溶液が提供されない状態で、テスト対象のラットを2時間、オペラント条件付けチャンバー内に留置します。非特異的な運動活性の指標として、不活性レバーの押し回数とビーム遮断データを併用する場合もあります。これは、運動性の変化と動機付けの変化が、Q反応性の行動解釈を複雑にする可能性があるためです。この図は、スクロースの自己投与訓練を受けた77匹の正常ラット群から得られた代表的なデータを示しています。本プロトコルで概説した訓練パラダイムに従い、訓練中にラットがアクティブレバーに対して選択的に反応することが分かります。ここでは、テストセッションから得られたデータを示しています。ラットは、手がかりを伴う消去および手がかりのない消去において反応を示すことが確認されました。ここでも、テスト中にラットは選択的にアクティブレバーに反応し、不活性レバーへの反応および自発的活動にはある程度のインキュベーション（潜伏期間による増強）が見られましたが、その効果はアクティブレバーへの反応において最も顕著でした。群のサイズは1群あたり11から12匹で、1日目と30日目の群の間にはP値0.05未満の有意差が認められました。この図は、1日または30日間の強制断薬後における、ショ糖飽和がショ糖手がかりへの反応性に及ぼす影響を示しています。一部のラットには、手がかりのない消去を用いたテストの直前17時間、ホームケージ内で10% sucroseのボトルが与えられました。手順において、飽食による消去は、どちらの強制禁欲期間の後においてもキューへの反応を減少させたが、1日のみの強制禁欲群のラットにおいては、スクロースキュー単独に対する反応のみを減少させた。群あたりのサイズは8〜9匹である。アステリスクは1日目群との有意差を、十字記号は対照群との有意差を示しており、P値は0.05未満である。これらの結果は、1ヶ月間の環境濃縮がラットのスクロースキュー反応性を低下させたことを示している。強制禁欲期間中、対照群のラットは個別のケージに留められた一方、環境濃縮群のコホートは、PVCチューブを含むいくつかの玩具が設置された大型ケージに移された。また、これらのラットには毎週月曜日、水曜日、金曜日に新しい玩具が提供された。本研究のラットは、Q'Sなしの消去法を用いて試験された。環境エンリッチメントにより、「Qへの反応なし」および「スクロースQへののみの反応」という行動における消去学習後のレベルが、1日間の強制断絶後に見られるレベルまで低下しました。各群は8匹のラットで構成されています。アスタリスクは1日目群との有意差を、十字記号は対照群との有意差を示しており、P値は0.05未満です。ここでは、試験当日にドパミンD1受容体拮抗薬であるSCH 23390を投与し、Qを伴う消去手順を用いて試験を行いました。1日間の強制的な断食後、全身性 s CH 2 3 3 9 0 はより効果的にスクロース探索行動を減少させることが分かります。各群は8〜12匹のラットで構成されています。アステリスクは1日目の群との有意差を示します。十字記号は対照群との有意差（P < 0.05）を示しています。本手順を実施する際は、強制断薬条件に割り当てる群を、それらの訓練行動に基づいてバランスさせることが重要である。本手順の後、薬物自己投与などの他の手法を併用することで、渇望のインキュベーション効果の発現後の汎用性など、さらなる疑問を解明することができる。この手法は、依存症分野の研究者が、ラットにおける断薬による依存性の渇望変化の神経基盤を探索するための手段を提供した。このビデオを視聴することで、ラットにおける離脱依存性のショ糖への渇望を測定する研究手法について、十分な理解を得ることができます。この手法では、以前にショ糖の自己投与に関連付けられたキューに対するラットの反応によって評価を行います。

a-general-method-for-evaluating-incubation-of-sucrose-craving-in-rats

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