약물 보강 소설 장치 및 방법

이 영상에서는 전통적인 조건 장소 선호도(conditioned place preference)와 자기 투여(self-administration) 절차를 결합하여 약물 남용을 연구하는 새로운 접근 방식을 보여줍니다. 먼저, 두 개의 서로 다른 조작적 환경에 대한 기선 선호도를 측정합니다. 그런 다음, 쥐가 서로 다른 조작적 환경 중 한 곳에서만 코카인을 스스로 투여하는 자기 투여 세션을 시작합니다.

조건 형성 후, 동물이 두 조작적 환경 중 어느 한 곳에서 머물기로 선택한 시간을 측정하며, 이후 장소 선호도의 변화와 약물 자가 투여율을 측정하여 상관관계를 분석할 수 있습니다. 안녕하세요, 저는 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스 약학대학 약리학 및 독성학 분과의 Christine Elle 박사님 연구실 소속 Allison Fiducia입니다. 그리고 저는 Christine Elle입니다.

오늘은 쥐의 약물 강화 및 중독 연구에 여러 가지 방식으로 활용할 수 있는 새로운 장치를 소개해 드리고자 합니다. 저희 실험실에서는 코카인 자가 투여의 조건부 효과를 연구하기 위해 이 절차를 사용하고 있습니다. 그럼 시작하겠습니다.

약물 강화 실험 준비를 시작하려면, 먼저 수컷 쥐가 먹이 보상을 받기 위해 레버를 누르도록 훈련시킵니다. 다음으로 약물 자가 투여에 사용할 정맥 카테터를 제작합니다. 카테터는 스테인리스강 캐뉼라와 Celeste 튜빙으로 제작하며, 메탄올과 물로 세척해야 합니다.

그 후 수술 당일 준비 과정에서 공기 중에 건조시킨 뒤, 70% ethanol로 세척합니다. 카테터 제작이 완료되면, 약물 자가 투여가 가능하도록 쥐에게 경정맥 카테터 삽입 수술을 시행합니다. 실험 중에는 2.5~4% isof fluorine으로 쥐를 마취시킵니다.

다음으로, 머리와 가슴 부위를 면도하고 Betadine 용액으로 해당 부위를 소독합니다. 그 후 수술이 끝나면 멸균 패드 위에 올려놓습니다. 쥐를 동물 군집으로 돌려보내기 전까지 몇 시간 동안 상태를 모니터링합니다.

0.9% saline, heparin 및 menton 용액 0.1 milliliters를 매일 주입하여 카테터의 개통성을 유지하십시오. 실험에 사용될 코카인을 준비하기 위해, 동물의 체중에 따른 적절한 투여 농도의 등장성 식염수에 이를 용해하여 동물과 약물 전달 준비를 마칩니다. 실험 중에 사용되는 장치를 살펴보겠습니다. 실험에 사용되는 장치는 하우스 조명과 자극 조명이 설치된 두 개의 단일 레버 챔버와, 운동 활성도를 측정하는 데 사용되는 세 세트의 포토빔으로 구성되어 있습니다.

챔버들은 제작된 플렉시글라스 통로로 서로 연결되어 있습니다. 이 통로는 흰색 줄무늬가 있는 두 개의 검은색 벽과 두 개의 금속 벽, 투명한 플렉시글라스 상단 및 흰색 플렉시글라스 바닥으로 구성됩니다. 두 개의 조작 챔버에는 제거 가능한 금속 케이지 바닥이 설치된 스틸 그리드 로드 바닥이 있습니다.

시각 및 후각적 단서를 조작 챔버 내에 배치하여 고유하게 구별 가능한 환경을 조성합니다. 환경 중 하나에서는 대상이 코카인 주입을 받을 수 있게 하며, 다른 환경에서는 식염수 주입만 받을 수 있게 합니다.

시각적 단서는 케이지의 앞벽, 뒷벽 및 상단에 부착된 흰색 또는 검은색 펠트 재질로 구성됩니다. 후각적 단서는 챔버의 막대 바닥 아래에 위치한 면솜에 적신 오일 기반의 정향 또는 시나몬입니다. 실험 동안, Med PC 소프트웨어가 설치된 Med Pentium 100 megahertz 컴퓨터를 사용하여 반응 및 운동 활성 데이터를 기록합니다.

실험 장치를 살펴보았으므로, 이제 데이터를 수집하는 방법을 알아보겠습니다. 실험 절차는 여러 날에 걸쳐 진행되며, 이틀 동안의 기선 선호도 테스트를 시작으로, 8일 또는 16일 동안의 약물 자가 투여 세션을 거쳐, 조건화된 장소 선호도 테스트로 마무리됩니다. 기선 선호도 측정 수집을 시작하려면, 쥐를 양쪽 조작 챔버로 이동할 수 있는 중앙 통로에 20분 동안 둡니다.

쥐를 챔버에 넣은 직후, 비디오 카메라, med PC 소프트웨어 프로그램 및 타이머를 동시에 작동시킵니다. 20분 후, 쥐를 챔버에서 꺼내 다시 홈 케이지로 옮깁니다. 마지막 기저선 테스트 다음 날부터 약물 자가 투여 세션을 시작합니다.

먼저, 감각 자극물을 배치한 다음 플렉시글라스 중앙 통로에서 챔버로 들어가는 입구를 차단할 패널을 설치합니다. 이제 세션을 시작하기 위해 동물의 카테터 입구를 장착된 약물 주사기에 연결하십시오. 먼저, 동물을 챔버 안에 넣습니다.

오퍼런트 챔버 문을 닫은 후, med PC 프로그램과 타이머를 시작하여 1시간 동안 코카인을 투여받을 수 있도록 합니다. 코카인은 점진적 비율 강화 계획(progressive ratio schedule of reinforcement)을 사용하여 투여합니다. 이 계획에서는 코카인 주사를 연속적으로 받을 때마다 점차 더 많은 횟수의 레버 반응이 필요합니다.

각 주사는 격일로 kg당 0.75 mg의 용량으로 투여합니다. 대조 환경에서는 식염수 주사에도 점진적 비율 스케줄(progressive ratio schedule)이 동일하게 적용됩니다. 각 자가 투여 세션이 끝나면, 약물 튜브에서 랩을 분리하여 챔버에서 꺼낸 후 다시 홈 케이지에 넣습니다.

마지막 자가 투여 세션 다음 날, 조건 형성 장소 선호도 검사를 수행합니다. 이 검사의 절차는 기선 측정 시와 동일합니다. 이제 데이터를 평가하고 분석하는 방법을 살펴보겠습니다.

데이터 평가 및 실험자 블라인드 그룹 배정 단계 동안, 동물이 각 구획에서 보낸 시간을 결정합니다. 실험자는 장치에 배치된 지 5분 후부터 시작하여 15분 동안 구획 간의 출입 횟수를 세기 위해 비디오 테이프를 검토합니다. 기초 선호도 및 CPP 테스트 점수를 결정하는 데 사용된 것과 동일한 절차를 적용합니다.

약물 조건화 효과를 결정하기 위해 기저선 측정값과 조건화 후 CPP 점수 간의 차이를 사용합니다. 조건화 후 차이 점수는 CPP 테스트 동안 약물 쌍 구획에서 보낸 시간에서 자극 쌍 구획에서 보낸 시간을 빼서 계산합니다. 기저선 차이 점수도 유사하게 계산하며, 이를 CPP 차이 점수에서 뺍니다.

약물 조건화의 효과를 결정하기 위해 기저치(baseline)부터 테스트 세션까지의 서로 다른 점수 변화에 대한 통계 분석을 수행할 수 있습니다. 여기에 기저치와 CPP 테스트 점수의 대표적인 그래프가 제시되어 있습니다. CPP 테스트 점수가 기저치 점수보다 유의하게 높게 나타났으며, 이는 코카인 환경에 대한 선호도를 나타냅니다.

전체 약물 이탈 반응과 CPP 차이 테스트 점수에 대한 조건화 상관관계 분석 결과가 여기에 제시되어 있습니다. 코카인 장기 투여군만이 약물 이탈 반응과 CPP 테스트 점수 사이에서 유의미한 양의 상관관계를 보인 유일한 그룹이었습니다. 지금까지 쥐의 약물 강화 연구를 위한 새로운 접근 방식으로 전통적인 조건화, 장소 선호도 및 자가 투여 방법을 결합하는 방법을 설명해 드렸습니다.

이 절차를 수행할 때는 기록을 철저히 유지하는 것이 중요합니다. 이것으로 모든 설명을 마칩니다. 시청해 주셔서 감사하며, 실험에 좋은 결과가 있기를 바랍니다.