이 프로토콜은 연구자들이 조건화된 장소 선호 및 운동 행동 민감성 분석을 사용하여 중독의 이러한 측면을 테스트하기 위해 고안된 실험을 수행할 수 있도록 하기 위한 것입니다.
이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.
방법 논문
* These authors contributed equally
이 프로토콜은 연구자들이 조건화된 장소 선호 및 운동 행동 민감성 분석을 사용하여 중독의 이러한 측면을 테스트하기 위해 고안된 실험을 수행할 수 있도록 하기 위한 것입니다.
마약에 대한 보람 있는 경험은 강력한 맥락적 연관성을 만들고 반복적인 복용을 장려하는 것으로 생각됩니다. 결과적으로, 남용 약물에 대한 반복적인 노출은 취약한 개인의 뇌 기능에 지속적인 변화를 일으키며, 이러한 지속적인 변화는 중독/의존의 특징인 부적응 약물 추구 및 복용 행동을 유지하는 데 기여할 가능성이 높습니다2. 설치류의 경우, 보상 경험과 맥락적 연관성은 이전에 약물 쌍을 이룬 맥락에 대한 선호도가 측정되는 조건화된 장소 선호 분석법(CPP)을 사용하여 자주 측정됩니다. 반면에 행동 민감화는 반복적인 노출을 통해 점진적으로 발전하는 약물 유발 행동의 증가입니다. 감작 행동은 종종 몇 달간의 약물 금주 후에 측정될 수 있기 때문에, 초기 노출의 용량과 기간에 따라 지속적인 약물 유발 가소성의 관찰 가능한 상관관계로 간주됩니다. 연구자들은 이러한 분석이 중독의 측면을 매개하는 신경생물학적 기질을 결정하고 이러한 행동을 방해하는 다양한 개입의 잠재력을 평가하는 데 유용하다는 것을 발견했습니다. 이 원고는 마우스 CPP 및 코카인에 대한 운동 행동 민감화를 위한 기본적이고 효과적인 프로토콜을 설명합니다.
동물 모델을 사용하여 약물 중독을 이해하는 것을 목표로 하는 연구는 보상/강화/동기 부여, 금단 및 재발 등 치료 성공을 가로막는 다양한 구성 요소뿐만 아니라 이러한 중독 문제를 더욱 복잡하게 만드는 일반적인 지속성을 다루기 위해 다양한 접근 방식을 취해야 합니다. 약물 남용과 관련된 보람 있는 경험은 후속 약물 복용에 동기를 부여하는 것으로 생각되기 때문에 약물 맥락 연관성에 초점을 맞춘 연구는 약물 복용 및 탐색에 기여하는 뇌 메커니즘을 이해하는 데 특히 유용할 수 있습니다. 이러한 분석 중 하나인 CPP(Conditioned Place Preference)는 보상 민감도의 그룹 차이를 비교하기 위한 고처리량 방법입니다. 과제에 대한 전통적인 해석은 조건화된 자극(CS)이 무조건적 자극(UCS)과 쌍을 이루고, 여러 쌍을 이룬 후에 CS가 UCS와 동일한 행동을 유도하는 고전적 또는 파블로프식 조건화와 관련이 있습니다(단,39,40 참조). 이론적으로 동물은 내부수용성 상태(보상 또는 혐오)를 맥락적 단서와 연관시키는 법을 배운다. 그런 다음 내부 수용 상태의 상대적인 혐오감 또는 식욕 강도를 평가한 다음 상황적 단서에 대한 동물의 선호도를 결정함으로써 평가합니다. 약물 보상 연관성을 측정하기 위해 장소 조건화를 사용하는 것은 적어도 1957 년으로 거슬러 올라가며, Y- 미로에서 쥐에게 모르핀을 사용한 연구로 거슬러 올라갑니다3,4. 지난 수십 년 동안 이 방법의 변형은 다양한 자극에 대한 설치류의 장소 선호도와 혐오를 연구하는 데 널리 사용되었으며, 약물 남용에 의해 유발된 연관성 연구에 특히 유용합니다. 약물 중독 연구에서 이 분석은 여러 약물의 보상 특성과 약물 보상에 대한 다양한 뇌 시스템 및 단백질의 기여도를 평가하는 데 사용되었습니다(리뷰는5-7,44 참조). 약물 중독에 기여하는 요인을 평가하는 우수한 방법, 즉 약물 자가 투여가 있지만 CPP는 보상 기능을 측정하는 간단하고 훨씬 더 접근하기 쉬운 접근 방식입니다.
조건화된 장소 선호 및 혐오(CPA)에 대한 대부분의 최신 프로토콜은 설치류가 출입구 또는 더 작은 연결 챔버를 통해 두 개의 별개의 챔버에 접근할 수 있도록 하는 장치를 사용합니다. 두 챔버 사이의 구별은 최소한 벽 색상 및 바닥 질감을 포함한 시각적 및 촉각적 단서를 기반으로 하는 경우가 많지만 때로는 후각 단서와 같은 다른 요소를 포함합니다. "편향된" 디자인은 일반적으로 설치류가 일반적으로 흰색보다 검은색 챔버에 대해 보여주는 것과 같이 한 챔버에 대한 기존의 선천적인 선호를 뒤집으려고 시도합니다. "편향되지 않은" 설계는 그룹 내의 두 챔버 중 하나에 대한 할당을 무작위로 상쇄하여 처음에는 동등하게 매력적이었던 두 챔버 중 하나에 대한 선호도를 만드는 것을 목표로 합니다. "균형 잡힌" 디자인은 동물이 작은 선호도를 보이지만 그룹으로서 같은 방을 선호하지 않을 때 사용됩니다. 이 후자 설계의 목표는 1) 실험 그룹 간에 크게 다르지 않은 (최종) 코카인 쌍 챔버에 대한 사전 테스트 선호도 점수와 2) 사전 테스트에서 코카인 쌍 챔버에 대한 무시할 수 있는 선호도(양성 또는 음성8)를 생성하는 것입니다. 균형 잡힌 디자인은 벽 색상(흰색 위의 검은색)과 바닥(막대 위의 철사)에 대해 모순되는 편향을 사용하는 설명된 챔버와 함께 사용하기에 이상적이며, 그 결과 서로 다른 동물의 검은색과 흰색 측면 모두에 대한 작은 선호도가 거의 동일하게 분포됩니다. 밸런싱 계산은 아래에 자세히 설명되어 있습니다.
조건화 과정에서, 동물들은 약물에 노출되고, 제한된 기간 동안 이 두 가지 환경 중 하나에 재빨리 배치된다. 노출은 일반적으로 복강내 주사(i.p.) 또는 피하주사(s.c.) 주사를 통해 이루어지지만, 정맥주사(i.v.) 자가 투여9 및 두개내 주입38 에 대한 패러다임도 개발되었다. 이러한 쌍은 반대쪽 챔버에서 수행되는 동일한 길이의 비약물(차량) 쌍으로 보완되며, 이는 약물 쌍과 같은 날 또는 별도의 날에 발생할 수 있습니다. 일반적으로, 조건화 후 장치를 탐험할 수 있게 되면, 동물들은 보람 있는 약물(즉, 인간과 동물이 자발적으로 자가 투여하는 약물)을 받은 곳에서 더 많은 시간을 보내게 되는 반면, 질병을 유발하는 약물(예: 염화리튬)을 투여받은 장소는 피하게 된다. 여러 가지 연구가 다양한 남용 약물에 대한 선호 조건을 최적화하는 데 전념해 왔다(검토를 위해7 참조). 생쥐의 코카인 복용량(ip)은 일반적으로 1에서 20mg/kg 사이이며, 5mg/kg 미만의 복용량은 한 그룹에서 높은 감도를 분석하는 데 자주 사용됩니다. 2개 이상의 약물 쌍은 전형적으로 성체 마우스(10)에 필요하며, 이러한 쌍의 길이는 중요한 고려 사항이다. 매우 적은 용량의 코카인은 즉각적이고 짧은 조건화가 필요한데, 아마도 이 방법이 노출의 가장 보람 있는 기간을 포착하기 때문일 것입니다. 지연되거나 매우 긴 조건화 기간은 선호를 초래하지 않거나 심지어 혐오를 유발할 수 있습니다11,12. 다음은 성인 마우스에서 코카인에 대한 조건화된 장소 선호도를 얻기 위한 기본 방법을 제시합니다.
CPP 분석은 보상 관련 학습 및 약물 맥락 연관성에 대한 기억을 평가하는 이상적인 방법이지만, 행동 민감화는 틀림없이 수행하기가 더 쉽고 반복적인 치료를 통해 발생하는 변화를 평가할 수 있습니다. 역내성(reverse-tolerance)이라고도 하는 감작을 겪는 행동은 특정 남용 약물, 특히 정신자극제에 대한 반복적인 노출에 따라 점진적으로 강화되며, 교차 감작(cross-sensitization)은 이러한 약물의 전부는 아니지만 일부 사이에서 발생하는 것으로 알려져 있습니다. 특히 설치류에서 코카인에 의한 운동 감작에 대한 최초의 평가 중 하나는 1976 년에 발표되었습니다13. 많은 실험실에서 감작 운동은 원래 노출 길이, 위치 및 노출 용량에 따라 약물 중단 후에도 오랫동안 감지할 수 있음을 보여주었으며14-17 현재 프로토콜은 마우스18에서 7일(30mg/kg)의 코카인 치료 후 10개월까지 감작을 감지하는 데 사용되었습니다. 이 테스트는 다양한 크기와 모양의 장치에서 광빔 또는 비디오 추적 기술을 사용하여 수행할 수 있으므로 많은 실험실에서 간단하게 수행할 수 있습니다. 운동 감작의 견고한 특성, 단순성 및 지속성으로 인해 이 평가는 약물 유발 행동의 장기적인 변화의 기본 메커니즘을 조사하는 데 이상적인 부분으로 만듭니다.
논의에서 자세히 설명했듯이, 운동 감작 분석을 수행할 때 중요한 고려 사항은 약물이 가정 환경에서 투여되는지 아니면 테스트 케이지 환경에서 투여되는지 여부입니다. 약물 투여가 가정 케이지 밖에서 이루어질 때 발생하는 강력한 감작을 활용하기 위해 이 프로토콜은 이 방법을 사용합니다. 그러나 동물이 약물에 노출되기 전에 새로운 환경에 적절하게 습관화되지 않은 경우 1일차에 신규성 유도 천장 효과가 발생하여 감작의 진행적 특성을 부분적으로 또는 완전히 가릴 수 있는 것으로 관찰되었습니다. 이것은 신규성과 함께 약물의 시너지 운동 활성화 효과를 나타낼 가능성이 높으며, 이러한 효과의 기저에 있는 메커니즘은 흥미로울 수 있지만, 설명된 방법은 신규성의 역할을 줄이고 약물의 효과를 보다 독립적으로 측정할 수 있도록 설계되었습니다. 이 방법은 다른 운동 감작 약물의 평가에 유용할 것으로 예상되지만, 주로 C57BL/6 마우스에서 코카인에 대한 효과를 평가했습니다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
모든 실험 절차는 맥린 병원 기관 동물 관리 및 사용위원회에 의해 승인되었습니다. 참고 : 다음 프로토콜은 다른 성공적인 프로토콜 (예를 들어, 라이트 - 대 어두운 상 시험, 연속 대 간헐적 투여 등)과 다른 많은 세부있는 CPP와 전위의 민감성에 하나의 접근 방법을 설명합니다. 초보자는 손에서 실험 질문 (들)을 기반으로 문헌에서 변화 적응, 이러한 프로토콜로 시작하거나 가이드로 사용하실 수 있습니다. 자동화 된 측정 방법이 설명되어 있습니다; 그러나, 각각의 분석 (예를 들어, 비디오 녹화, 손 득점) 비 자동화 된 수단을 사용할 수있다.
1. 에어컨 장소 환경 설정
2. 운동력이 과민성
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
CPP 분석의 대표적인 결과는 대략 세의 구주를 야생형 C57BL / 6N 마우스를 사용하여 그림 6에 표시됩니다. 연구 설계 시험 (전후)의 내 - 과목 변수로, 2 × 3 혼합 요인이었고,이 치료 (생리 식염수와 코카인 5, 10 ㎎ / ㎏)의 변수를 사이에-과목. RM ANOVA 두 시험에서 관찰 유의 한 주 효과 대신에 해석 된 테스트 및 치료 (F 2,20 = 3.68, P <0.05) 사이에 유의 한 상호 작용을 보여 주었다 (F 1,20 = 9.86을, P <0.01) 및 치료 (F 1,20 = 4.37, P <0.05). 사후 비교는 그룹 중에 사전 검사 중에 서로 차이가없는 것으로 나타났다. 사후 테스트에서, 5 ㎎ / ㎏, 10 mg을 / kg은 서로 유의 한 차이가 없었다; 10 ㎎ / ㎏, P & 5 ㎎ / ㎏, P <0.5 : 그러나, 두 그룹은 식염수 전용 대조군보다 코...
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
이 프로토콜은 약물 유발 행동 가소성의 양상을 평가하기 위해 평균 랩에 의해 사용될 수있는 각각의 조건화 된 장소 선호도 전위의 증감에 대한 방법을 설명한다. 대부분의 행동 테스트와 마찬가지로, 기본 프로토콜 이외의 추가 가치 고려 사항이 있습니다. 우선, 이들 기술들 각각은 두 단계, 유도 식을 갖는 것으로 생각할 수있다. "유도"행동을 위해 컨디셔닝 동안 발생 CPP의 개발을 포함하고, 감작 대 (일반적 연속) 약물 노출의 초기 기간이다. 과민성에 대한이 철수 한 후 또는 단순히 마지막 연속 노출로 어느 특정 약물 문제로 정의 할 수 있습니다 동안 CPP에 대한 "식", 사후 테스트입니다.
더 나은 자신의 잠재적 영향을 분석 할 수있는 다른 대 다음 단계 중 하나에 제한 조작을 고려하는 가치가있다. 일시적으로 제한 효과와 바이러스 (예를 들어, HSV) 또는 약물의 공동 정부 / 전처리 (예를 들어, 작용...
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
저자는 더 경쟁 재정적 이해 관계가 없음을 선언합니다.
저자는 행동 테스트에 대한 도움말은 카렌 디 에츠와 샤리 번바움 행동 설계 고려 사항에 이전 입력 및 로렌 PECA 감사합니다. 저자는 또한 시몬스 재단 (CWC에 시몬스 재단 자폐증 연구 이니셔티브 부여), NIDA (DA008277, DA027664 및 DA030590 CWC, RDP에 LNS에 F32DA027265 및 F32DA036319에), FRAXA 연구 재단과 엘레과 마일의 관대 한 지원을 인정 해안 원정대 프로그램 (LNS에 교제 지원), 그리고 존 Kaneb 원정대 프로그램 (MT에 교제 지원).
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| Cocaine Hydrochloride USP | Mallinckrodt Pharmaceuticals | 0406-1520 | 연구 목적으로 구매 및 사용 (Schedule II 통제 물질)은 주 및 연방법에 따른 준수와 면허를 필요로 합니다. |
| 조건화된 장소 선호, Mouse | Med-Associates Inc. | MED-CPP-MS 및 MED-CPP-3013 | 우리 실험실에서는 이 상자를 사용했지만 많은 대체 상자를 사용할 수 있으며 사용할 수 있습니다. |
| PAS-Home Cage Activity Monitoring Photobeam Arrays | San Diego Instruments | 2325-0223 & 7500-0221 | 우리 실험실은 텍스트에 설명된 대로 맞춤형 챔버 내부에 이러한 어레이를 보관합니다. 사용 가능한 대안이 있습니다. |
| 일회용 Sani-Cloth 해산 물티슈 | PDI | 13872 |
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.