Methodenartikel

Evaluatie van cocaïne geïnduceerde sensitisatie en geconditioneerd Place Preference in Muizen

17.1K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/53107

⸱

18 februari 2016

 ,  ,  , 
1Department of Psychiatry, Harvard Medical School, McLean Hospital

* These authors contributed equally

In dit artikel

Samenvatting

Dit protocol is bedoeld om onderzoekers in staat te stellen experimenten uit te voeren die zijn ontworpen om deze aspecten van verslaving te testen met behulp van de geconditioneerde plaatsvoorkeur en het gedragsmatige sensitisatie-assays van de locomotor.

Samenvatting

Men denkt dat belonende ervaringen met drugs sterke contextuele associaties creëren en herhaald gebruik aanmoedigen. Op hun beurt zorgen herhaalde blootstellingen aan verslavende drugs voor blijvende veranderingen in de hersenfunctie van kwetsbare individuen, en deze aanhoudende veranderingen dienen waarschijnlijk om het maladaptief drugszoek- en -gebruikgedrag dat kenmerkend is voor verslaving/afhankelijkheid2 te handhaven. Bij knaagdieren worden beloningservaring en contextuele associaties vaak gemeten met behulp van de geconditioneerde plaatsvoorkeurtest, of CPP, waarbij de voorkeur voor een eerder met drugs gekoppelde context wordt gemeten. Gedragssensibilisatie, aan de andere kant, is een toename van een door drugs geïnduceerd gedrag dat zich progressief ontwikkelt na herhaalde blootstellingen. Aangezien gesensibiliseerd gedrag vaak kan worden gemeten na enkele maanden drugsonthouding, afhankelijk van de dosis en de duur van de initiële blootstelling, worden ze beschouwd als waarneembare correlaten van blijvende door drugs geïnduceerde plasticiteit. Onderzoekers hebben deze tests nuttig gevonden bij het bepalen van de neurobiologische substraten die aspecten van verslaving mediëren, evenals het beoordelen van het potentieel van verschillende interventies bij het verstoren van deze gedragingen. Dit manuscript beschrijft eenvoudige, effectieve protocollen voor muis CPP en locomotorische gedragssensibilisatie voor cocaïne.

Inleiding

Onderzoek dat zich richt op het begrijpen van drugsverslaving met behulp van diermodellen, moet verschillende benaderingen hanteren om elk van de verschillende componenten aan te pakken die de behandelingssucces belemmeren, inclusief beloning/versterking/motivatie en ontwenning en terugval, evenals de algemene persistentie die deze kwesties in verslaving verder compliceert. Aangezien belonende ervaringen geassocieerd met het gebruik van een verslavend middel worden geacht de daaropvolgende gebruik te motiveren, kunnen studies die zich richten op associaties tussen drugs en context bijzonder nuttig zijn voor het begrijpen van hersenmechanismen die bijdragen aan het gebruik en zoeken naar drugs. Een van deze tests, voorwaardelijke plaatsvoorkeur (CPP) is een high-throughput methode voor het vergelijken van groepsverschillen in beloningsgevoeligheid. De traditionele interpretatie van de taak omvat klassieke of Pavloviaanse conditionering, waarbij een voorwaardelijke stimulus (CS) wordt gekoppeld aan een onvoorwaardelijke stimulus (UCS), en na meerdere koppelingen, de CS hetzelfde gedrag oproept als de UCS (zie echter39,40). Theoretisch leren dieren een interoceptieve toestand (beloning of aversie) te associëren met contextuele signalen. De relatieve aversieve of appetitieve intensiteit van de interoceptieve toestand wordt vervolgens beoordeeld door de voorkeur van het dier voor de contextuele signalen te bepalen. Het gebruik van plaatsconditionering om associaties tussen drugs en beloning te meten dateert terug tot ten minste 1957, naar een studie met morfine op ratten in een Y-labyrint3,4. In de afgelopen decennia zijn variaties op deze methode veel gebruikt om plaatsvoorkeur en aversie bij knaagdieren voor verschillende stimuli te bestuderen, en het blijft bijzonder nuttig in de studie van associaties geïnduceerd door verslavende middelen. In onderzoek naar drugsverslaving is de test gebruikt om de belonende eigenschappen van een aantal medicijnen te beoordelen en de bijdrage van verschillende hersensystemen en eiwitten aan geneesmiddelbeloning (voor reviews, zie5-7,44). Hoewel er superieure methoden zijn om factoren te beoordelen die bijdragen aan drugsverslaving, namelijk zelftoediening van drugs, is CPP een eenvoudige en veel toegankelijker aanpak om beloningsfunctie te meten.

De meeste huidige protocollen voor voorwaardelijke plaatsvoorkeur en aversie (CPA) gebruiken een apparaat dat knaagdieren toegang geeft tot twee verschillende kamers, hetzij via een doorgang of een kleinere verbindingskamer. Onderscheid tussen de twee kamers is vaak op zijn minst gebaseerd op visuele en tactiele signalen, inclusief muurkleur en vloertextuur, maar omvat soms ook andere elementen, zoals olfactorische signalen. "Bevooroordeelde" ontwerpen proberen typisch een reeds bestaande, aangeboren voorkeur voor de ene kamer boven de andere om te keren, zoals de voorkeur die knaagdieren over het algemeen tonen voor een zwarte kamer boven een witte. "Onbevooroordeelde" ontwerpen streven ernaar om een voorkeur te creëren voor een van de twee kamers die aanvankelijk even aantrekkelijk waren door de toewijzing aan een van beide kamers binnen een groep willekeurig tegen te gaan. Een "uitgebalanceerd" ontwerp wordt gebruikt wanneer dieren kleine voorkeuren vertonen, maar niet, als groep, dezelfde kamer favoriseren. Doelen van dit laatste ontwerp zijn om 1) pre-test voorkeursscores voor de (uiteindelijke) cocaïne-gekoppelde kamer te produceren die niet significant verschillen tussen experimentele groepen en 2) verwaarloosbare voorkeur voor de cocaïne-gekoppelde kamer bij pre-test, positief of negatief8. Het uitgebalanceerde ontwerp is ideaal voor gebruik met de beschreven kamers, die tegenstrijdige vooroordelen voor muurkleur (zwart boven wit) en vloerbedekking (gaas boven balk) gebruiken, wat resulteert in een ruwweg gelijke verdeling van kleine voorkeuren voor zowel de zwarte als witte kanten bij verschillende dieren. Berekeningen voor uitbalancering worden hieronder in meer detail beschreven.

Tijdens conditionering worden dieren blootgesteld aan een medicijn en snel in een van deze twee omgevingen geplaatst voor een beperkte tijdsperiode. Blootstelling gebeurt meestal via intraperitoneale (i.p.) of soms subcutane (s.c.) injectie, hoewel paradigma's voor intraveneuze (i.v.) zelftoediening9 en intracraniale infusies38 in een plaatsvoorkeurapparaat ook zijn ontwikkeld. Deze koppelingen worden aangevuld door niet-medicijn (voertuig) koppelingen van dezelfde lengte die in de tegenovergestelde kamer worden uitgevoerd, die op dezelfde dag als de medicijnkoppelingen kunnen plaatsvinden of op afzonderlijke dagen. Over het algemeen zullen dieren, wanneer ze toestemming krijgen om het apparaat na conditionering te verkennen, meer tijd doorbrengen waar ze een belonend medicijn ontvingen (i.e., een dat mensen en dieren vrijwillig zelf toedienen), terwijl ze een plek zullen vermijden waar ze een medicijn kregen dat ziekte veroorzaakte (e.g., lithiumchloride). Verschillende studies zijn gewijd aan het optimaliseren van de omstandigheden voor plaatsvoorkeur voor verschillende verslavende middelen (voor review, zie7). Cocaïnedosissen (i.p.) voor muizen variëren over het algemeen van 1 tot 20 mg/kg, met doses minder dan 5 mg/kg vaak gebruikt om hoge gevoeligheid in één groep te onderscheiden. Twee of meer medicijnkoppelingen zijn typisch vereist voor volwassen muizen10, en de lengte van deze koppelingen is een belangrijke overweging. Zeer lage doses cocaïne vereisen een onmiddellijke en korte conditionering, waarschijnlijk omdat deze methode de meest belonende periode van de blootstelling vastlegt. Vertraagde of zeer lange conditioneringsperioden kunnen resulteren in geen voorkeur, of kunnen zelfs aversie induceren11,12. Hier wordt een basismethode gepresenteerd voor het verkrijgen van voorwaardelijke plaatsvoorkeur voor cocaïne bij volwassen muizen.

Terwijl de CPP-test een ideale methode is voor het beoordelen van beloningsgerelateerde leer- en geheugenprocessen van drugs-contextassociaties, is gedragssensitisatie aantoonbaar gemakkelijker uit te voeren en maakt het de beoordeling

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Alle experimentele procedures zijn goedgekeurd door de McLean Hospital Institutional Animal Care en gebruik Comite. Opmerking: Het volgende protocol beschrijft een benadering van CPP en bewegingsapparaat sensibilisatie, veel details van die verschillen van andere succesvolle protocollen (bijvoorbeeld licht- donker versus-fase test, opeenvolgende versus intermitterende dosering, etc.). Beginners kunnen wensen om te beginnen met deze protocollen, of gewoon gebruik maken van hen als gidsen, het aanpassen van wijzigingen uit de literatuur op basis van de experimentele vraag (s) bij de hand. Geautomatiseerde meetmethoden worden beschreven; het is echter mogelijk om niet-geautomatiseerde middelen voor elke assay (dwz video-opname, scoringsmallen).

1. Geconditioneerde Place Preference

  1. Apparatuur en Room Set-Up:
    1. Handvat experimentele muizen gedurende 1-3 minuten per dag, gedurende ten minste 3-5 dagen voorafgaand aan het testen.
      LET OP: Nooit-behandelde muizen kan het verwijderen uit de kamer stre vindenssful, te verstoren of te wijzigen conditionering.
    2. Verkrijgen van vier of meer drie-chambered CPP apparaten, bij voorkeur voorzien van photobeams voor geautomatiseerde data verzamelen 18. Zorg ervoor dat elke kamer heeft twee grotere, visually- en tactiel-afzonderlijke kamers te sluiten op een kleinere, neutrale kamer via deuren die kan worden verhoogd / verlaagd om de toegang te controleren. Deksels op elke kamer zou moeten openen voor het inbrengen / verwijderen van muizen en gemonteerd worden met kleine, individueel regelbare (dimbaar) verlichting (één per kamer).
      OPMERKING: CPP kamer ontwerpen variëren en kan commercieel worden gekocht of gebouwd door de onderzoekers. Voor de "evenwichtige" design, een aanbevolen regeling is een grotere kamer met witte muren en draadrooster vloeren en de andere met zwarte wanden en vloeren bar. De middelste kamer moet grijze muren en effen grijs plexiglas vloer te hebben. Omwille van de duidelijkheid zullen deze kamers worden aangeduid als "wit", "zwart" en "midden".Deksels moeten duidelijk plexiglas zijn. Alternate-configuraties (één- of twee-kamer) zijn ook mogelijk en besproken elders (zie Discussie).
    3. Setup de kamer zoals het zal zijn tijdens het testen: uitschakelen of overhead lichten om de zwakste instelling en sluit de deur. Gebruik een lichte meter in elke kamer en zet het deksel lichten zodat midden kamers zijn iets helderder (15-20 lux) dan zwart en wit camera's (6-10 lux) om muizen uit tijd doorbrengen daar te ontmoedigen.
      LET OP: Als de gemiddelde tijd doorgebracht in het midden is zo veel of meer dan in het zwart of wit kamers, die verder de verlichting contrast in stap 1.1.3 beschreven te verhogen. U kunt ook gebruik maken van minder aantrekkelijk vloer voor het midden. (Bv ~ 220 0,5 cm diameter gaten, gelijkmatig verdeeld in 6 x 3,5 x ¼ "plexiglas), maar voorkomen dat deze kamer aversieve. Pilot eventuele wijzigingen om ervoor te zorgen dat de afname van de middelste tijd zijn niet te wijten aan een afname van de totale verkenningen (overwegen) .
    4. Program verzamelen geautomatiseerde data ( "procedure" Figuur 1A) of handmatig verzamelen volgens de volgende parameters. Set proeven om te beginnen op de eerste bundel breuk in beide conditioning kamer. Set "test" sessies 20 min lang zijn en tijd en balk breekt elke kamer volgen. Stel "conditionering" sessies 30 min lang en (eventueel) overzenden onderbrekingen in iedere ruimte meten. Zet alle kamer lichten te verlichten tijdens de proef.
    5. Bereid volledige volume van de cocaïne-oplossing die nodig zijn voor het experiment bij de hand. Oplossen cocaïne HCl in 0,9% NaCl (zoutoplossing), de uiteindelijke concentratie te baseren op een injectievolume van 0,1 ml / 10 g lichaamsgewicht (bijvoorbeeld voor een dosis van 5 mg / kg, oplossing concentratie 0,5 mg / ml). Vortex mengsel gedurende 30-45 sec, steriel filter (0,2 um spuit filters) en bewaar bij kamertemperatuur.
  2. testen:
    LET OP: De algemene tijdslijn voor CPP is PRE-TEST, conditionering, endan post-test. De pre-test kan van conditionering worden gescheiden door 1-3 dagen; echter, conditionering en de post-testdag dient plaats op opeenvolgende dagen (Figuur 2A) te nemen. Dit tijdstip moet gelijk zijn voor alle cohorten in hetzelfde experiment worden bewaard.
    1. Test tijdens lichte fase van de dieren met dezelfde apparatuur voor elk dier in heel dagen.
    2. Elke proef dag (dat wil zeggen, tests en conditionering dagen), te verplaatsen muizen om de gedrags-voorkamer en hen in staat stellen om ongestoord te zitten in hun huis kooien voor 1-1,5 uur voor de proef. Kies een locatie waar de muizen snel uit hun kooi kunnen worden verplaatst naar het apparaat, met een minimale verstoring, wanneer het proces begint. Zet alle apparatuur, zodat geen lawaai gekoppeld aan de test (bijvoorbeeld uitrusting fans) aanwezig zijn.
    3. Elk apparaat (binnenwanden, vloeren en trays) met een milde grondig te reinigen, alcohol, glycol-ether- of op basis van ammoniak desinfecterende doekjes voor en na elke muis (gebruik de same soort van schonere gedurende het experiment). Niet verwaarlozen vloeren onderzijde.
    4. Controleer of de kamer lichten zijn goed ingesteld (uitgeschakeld of gedimd) aan het begin van elke dag.
    5. Ga als volgt naargelang het een "test" of "conditionering" dag:
      1. On Trial Dagen 1 en 6 (dat wil zeggen, de pre- en post-tests), plaatst u de inter-kamer deuren in de open stand (figuur 2B).
      2. Laad de "test" computerprogramma en voer dier IDs (Figuur 1A), dan geven start commando (Figuur 1B), indien van toepassing.
      3. Voorzichtig lagere elke muis in de middelste kamer van de toegewezen toestellen, met uitzicht op de achterwand, en zacht sluit het deksel. Zodra alle kamers worden geladen, laat de testkamer en het lawaai te beperken.
      4. Laat muizen in elke inrichting tot proeven voor alle muizen hebben gesloten / beëindigd (figuur 1C). proef gegevens exporteren.
    6. Net voor of na de pre-test, wegen de dieren. Gebruik deze gewichten voor berekeningen dosis tijdens het conditioneren.
    7. Ter voorbereiding voor het conditioneren van proeven, het berekenen van elke muis pre-test "voorkeur" voor de zwarte en witte kamers door het aftrekken van de tijd doorgebracht in elk van deze van de andere (dat wil zeggen, "black minus wit" en "white minus zwart", zie figuur 3, kolommen 9 en 10).
    8. Omdat muizen met sterke aanvankelijke voorkeuren te maken balanceren moeilijk vast te stellen een aanvaardbare limiet voor preferente scores (bijvoorbeeld <33% van de totale proces tijd) en sluiten muizen dat het overschrijden van de berekeningen. Gebruik een liberale limiet (<66% van de totale proces tijd) om de integratie te maximaliseren wanneer uitputtingsslag is waarschijnlijk na de test is afgerond (bijvoorbeeld als gevolg van off-target chirurgische manipulaties).
      OPMERKING: Muizen boven de grens nog worden getest, waarbij een poging hun voortoets voorkeuren in balans te houden. Later, teze muizen kunnen worden uitgesloten van de analyse, indien nodig, pretestscores evenwicht. Als extreme pretest fouten (dwz> 800 sec) onevenredig één groep beïnvloeden, overwegen veranderen van de conditionering milieus en / of het gebruik van andere testen.
    9. Kies de zwarte of witte kamer als de drug-pairing kamer voor elke muis, ondertussen het optellen van de overeenkomstige pre-test voorkeur scores binnen elke groep met de volgende prioriteiten in het achterhoofd:
      OPMERKING: Zorg ervoor dat scores tussen groepen in evenwicht te brengen binnen elk cohort, alsmede over eventuele eerdere cohorten.
      1. Maak de bedragen die voor alle groepen zo gelijkwaardig mogelijk.
      2. Maak bedragen zo dicht mogelijk bij nul (dat wil zeggen, kies de gewenste kant voor sommige muizen en de niet-dominante kant voor anderen). Als een bijna-zero sum is onmogelijk voor een bepaalde groep, opnieuw aan te passen alle anderen die nauw aansluit bij de beste te verkrijgen score voor de beperking van de groep, ten gunste van licht negatief groep somt oppositief.
      3. Zoveel als mogelijk is, houden opdrachten van zwarte versus wit en bij voorkeur versus niet-aangewezen kamers voor drug paringen zelfs binnen elke groep.
      4. Aangezien het niet altijd mogelijk om de bovengenoemde doelen te bereiken, corrigeer afwijkingen door tegengestelde overwegingen in evenwicht latere cohorten; echter, proberen te voorkomen dat de productie cohorten met wild verschillende gemiddelde pre-test voorkeuren.
    10. Op Conditioning Dagen 2-5, plaats inter-kamer deuren in de gesloten stand (figuur 2C).
    11. Bereid afzonderlijke spuiten met cocaïne (dagen 2 en 4) of zoutoplossing (Days 3 & 5) oplossing, zoals beschreven in stap 1.1.5 en gebaseerd op lichaamsgewicht gemeten pretest.
      OPMERKING: dosis moet gekozen worden aan experimentele verwachtingen, overwegingen in de inleiding genoemde en mogelijke vloer en plafond effecten. Het is vaak het beste om onafhankelijke experimenten met tenminste twee verschillende doses voeren.
    12. Load "conditioning "computerprogramma en voer dier IDs (Figuur 1A), dan geven start commando (Figuur 1B), indien van toepassing.
    13. Scruff en injecteer elke muis (ip), ze onmiddellijk te verlagen in de juiste zwarte of witte kamer van de hun toegewezen toestel met uitzicht op de achterste muur, dan zachtjes sluit het deksel. Zodra alle kamers worden geladen, laat de testkamer en het lawaai te beperken.
    14. Verwijderen muizen uit de kamer zo dicht precies 30 min als mogelijk (dat wil zeggen dat de eerste muizen uit hun kamers terwijl andere muizen nog conditionering). Verwijder dieren zo stil mogelijk, zonder dat er ruis.
  3. Statistische analyse:
    1. Kies een analysemethode. Ofwel aftrekken tijd besteed aan de zoutoplossing gepaarde kant tijdens de post-test van de tijd besteed aan de cocaïne gepaarde kant tijdens de post-test (cocaïne - zoutoplossing, sec) of gebruik maken van de tijd doorgebracht in de post-test-drug gepaarde kamerminus de pre-test tijd besteed aan de drug-gepaarde kamer.
      LET OP: als u de eerste methode, ook plot grafieken van de gemiddelde tijd doorgebracht in het midden, saline- en drug-gepaarde kamers tijdens de pre- en post-tests voor elke groep. In vergelijking met de pre-test moet de nameting verhoogde weer te geven in de geneesmiddel gepaarde kant en verminderde tijd in de saline-gepaarde zijde (zie figuur 6, bodem en Lees toelichting).
    2. Afhankelijk van de aard en het aantal groepen worden vergeleken, gebruik een t-test-of twee-weg ANOVA, waar nodig, mogelijk met post-hoc analyse, hetzij van de boven gepresenteerde aftrekken scores analyseren.
      OPMERKING: Cocaïne voorkeur scores vaak variabel te zijn, en bovendien kan negatief zijn (dat wil zeggen aangeven afkeer van de geneesmiddel gepaarde side). Muizen die afkeer tonen niet verwijderd (tenzij het statistische uitbijters), aangezien dit resultaat is normaal en waarschijnlijk belangrijk voor het bepalen van verschillen tussen groups. Verwacht om steekproeven van 12 tot 30 dieren hebben per groep, afhankelijk van de grootte effect van de behandeling.

2. Locomotor Overgevoeligheid

  1. Apparatuur en Room Set-Up
    1. Zorg voor een 4 x 8 (X x Y) fotocel array (buitenafmetingen 11.5 "x 20"). Construct een bovenzijde open kamer van zwart plexiglas (binnenmaat 22 1/6 "x 13 ¾" x 9 3/8 ") naar de matrix (Figuur 4A) huisvesten.
    2. Bereid de testkamer zodat een rood licht (plafond of wand) tijdens het testen worden gebruikt.
    3. Maak afzonderlijke programma sessies voor de dagelijkse gewenning en injectie trials.
      1. Stel gewenning trials 30-60 min en injectie proeven tussen 60-120 min (Figuur 5B). De aanbevolen lengte voor elke 60 min is. Houd proef lengte consistent in meerdere cohorten in hetzelfde experiment.
      2. Set proeven Reco beginnenrding op de eerste bundel pauze die optreedt na het startsignaal is gestart (Figuur 5B). Voor de injectie proces, stelt u het startsignaal, zodat dozen individueel kan worden gestart (niet in harmonie), indien mogelijk.
      3. Set balk pauzes worden opgenomen in door de gebruiker gedefinieerde "bakken", bij voorkeur 5 minuten elk (Figuur 5B).
    4. Bereid volledige volume van de cocaïne-oplossing die nodig zijn voor het experiment bij de hand. Oplossen cocaïne HCl in 0,9% NaCl (zoutoplossing), de uiteindelijke concentratie te baseren op een injectievolume van 0,1 ml / 10 g lichaamsgewicht (bijvoorbeeld voor een dosis van 5 mg / kg, oplossing concentratie 0,5 mg / ml). Vortex mengsel gedurende 30-45 sec, steriel filter (0,2 um spuit filters) en bewaar bij kamertemperatuur.
  2. testen
    OPMERKING: De initiële testfase loopt gedurende 10-11 opeenvolgende dagen. Muizen ontvangt dagelijks twee studies: gewenning (injectie-vrij) en injectie. Dien zoutoplossing voor de eerste drie tot fonze dagen (zie Lees belang zoutoplossing gewenning) en cocaïne voor de volgende zeven met dezelfde dosis (bijv., 15 mg / kg / dag).
    1. Elke dag acclimatiseren muizen in hun kooien aan de gedrags wachtkamer voor 30 minuten tot 1 uur.
    2. Bereid clean standaard muis-sized acryl behuizing kooien met een extreem dunne laag vers strooisel (bijvoorbeeld grenen chips), teneinde niet obscure photobeams eventueel (figuur 4C en D).
    3. Plaats kooien tegen de Y-as van de fotocel rij nabij een uiteinde, zodat vijf bundels gelijke afstand langs zijn lengte. X-as bundels worden niet gebruikt in deze test (figuur 4C en D).
    4. Neem muizen uit hun huis kooi, in willekeurige volgorde, nekvel en wegen. Verwijder elke muis uit de boot af te wegen door de basis van hun staart (met ondersteuning) en plaats direct in de hun toegewezen bewegingsapparaat kooi. Bedek elke kooi met een standaard filter-top deksel.
    5. Bereid de individuele spuiten wet zoutoplossing of cocaïne oplossing, zoals beschreven in stap 2.1.7, gebaseerd op de huidige dag lichaamsgewicht. Begin met een dosis van 15 of 20 mg / kg, en te overwegen een tweede experiment met behulp van een hogere of lagere dosis (zie: Lees relevante factoren).
    6. Zodra gewenning studies hebben beëindigd voor alle kooien, laadt u de injectie programma.
    7. Een tegelijk, verwijderen muizen uit hun test kooi, nekvel en geven hun injectie (ip). Alvorens terug te keren op de muis om zijn test kooi snel starten het startsein voor die kooi (figuur 5C, onderaan).
    8. Immers injectie studies hebben beëindigd, terug muizen naar hun kooien en hun huisvesting kamer.
    9. Desgewenst laat muizen een reeks wachttijden en drugs problemen, zoals de volgende ondergaan: dezelfde dosis als origineel, halve dosis, dubbele dosis vervolgens zoutoplossing, waardoor zeven dagen voor de challenge dezelfde dosis en 6:57 dagen voor elke extra uitdaging. Ongeacht de keuze van uitdagingen maintain soortgelijke wachttijden over cohorten binnen een experiment.
      Opmerking: Als de oorspronkelijke dosis hoog is (bijvoorbeeld 30 mg / kg of hoger), moet een dubbele dosis worden overgeslagen of vervangen door een lagere dosis. De zoute uitdaging onthult elke geconditioneerd bewegingsapparaat activering door de cocaïne-gepaarde milieu alleen, en in het proces, de hoeveelheid overgevoelige motoriek die cocaïne-afhankelijke (zie Discussie).
  3. Statistische analyse
    1. Kies de gedeelte (n) van elke proef die wordt gebruikt voor analyse. De meeste cocaïne-geïnduceerde motoriek bij knaagdieren plaatsvindt binnen de eerste ~ 15-30 minuten na het injecteren van drugs. Afhankelijk betrokken variabelen, overweeg analyseren cumulatieve beweging voor meerdere tijdvensters (bijvoorbeeld de eerste 15, 30, 60 en / of 120 min) of concentreren op onafhankelijke segmenten van de proef.
    2. Met behulp van de tijd lijst gekozen, vatten de balk pauzes voor elk dier per dag voor de gewenning en de injectie proeven afzonderlijk en vervolgens eenverage de bedragen voor elke groep. Plot betekent en standaard fouten van het gemiddelde (SEM) in een lijngrafiek over alle dagen. Als behandelingen kunnen veranderen hoe muizen reageren op het geneesmiddel vroeg en / of laat in elke dagelijkse proces, ook plotten gemiddelde groep balk breekt door 5-min bin in de loop van elke dagelijkse proef.
      LET OP: in kaart brengen dagelijkse activiteit gemiddelden voor gewenning en injectie trials (bv eerste 15 min) maakt het kunstmatig lijkt erop dat de motoriek wordt getemperd door een zoutoplossing injectie, maar vergeet niet dat de activiteit heeft (waarschijnlijk) weigerde dit niveau aan het eind van gewenning elke dag .
    3. Analyseer opeenvolgende zoutoplossing en behandeling met geneesmiddelen dagen afzonderlijk met behulp van herhaalde metingen (RM) ANOVA's met de within-subjects factor van de dag / tijd en inclusief eventuele tussen-subjects factoren in het ontwerp, zo nodig. Gebruik een t-test of one-way ANOVA met groepsverschillen op dag 1 van cocaïne (acute blootstelling) en een Multivariate ANOVA op de uitdagingen onderzoeken. Indien van toepassing, volgt significance met post-hoc tests of Univariate ANOVA.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Representatieve resultaten van de CPP assay worden getoond in figuur 6 gebruikt wildtype C57BL / 6N muizen ongeveer negen weken. De opzet van het onderzoek was een 2 x 3 gemengd faculteit, met een within-subjects variabele Test (pre en post) en een tussen-subjects variabele van de behandeling (zoutoplossing en cocaïne 5 en 10 mg / kg). Een RM ANOVA toonde een significante interactie tussen test en behandeling (F 2,20 = 3,68, p <0,05), die in plaats van significante hoofdeffecten w...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Dit protocol toont werkwijzen voor geconditioneerde plaatsvoorkeur en bewegingsapparaat sensibilisatie, die elk de gemiddelde lab kan worden gebruikt om aspecten van geneesmiddelgeïnduceerde behavioral plasticiteit beoordelen. Zoals bij de meeste gedragstesten, er aanvullende overwegingen verdient, naast de normale protocol. Eerste, elk van deze technieken kunnen worden opgevat als met twee fasen, inductie en expressie. "Inductie" omvat de ontwikkeling van het gedrag-van CPP dit tijdens conditioneren en het se...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs verklaren dat ze geen concurrerende financiële belangen.

Dankbetuigingen

De auteurs danken Karen Dietz en Shari Birnbaum voor eerdere ingang op gedrags- ontwerp overwegingen en Lauren Peca voor hulp bij gedrags-testen. De auteurs ook de genereuze steun van de Simons Foundation (Simons Foundation Autism Research Initiative subsidie ​​aan CWC), NIDA (DA008277, DA027664 en DA030590 om CWC, F32DA027265 tot LNS en F32DA036319 RDP), de FRAXA Research Foundation en Eleanor en Miles erkennen Shore Fellowship Program (fellowship steun aan LNS), en de John Kaneb Fellowship Program (fellowship ondersteuning van MT).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Cocaine Hydrochloride USPMallinckrodt Pharmaceuticals0406-1520Aankoop en gebruik (Gecontroleerde stof uit Schema II) voor onderzoeksdoeleinden vereist naleving en licentiëring volgens de staats- en federale wetgeving. 
Conditioned Place Preference,  Drie-vaksapparaat met handmatige deuren en lichten voor muisMed-Associates Inc.MED-CPP-MS & MED-CPP-3013Ons laboratorium heeft deze dozen gebruikt; er zijn echter veel alternatieve dozen beschikbaar & acceptabel.
PAS-Home Cage Activity Monitoring Photobeam ArraysSan Diego Instruments2325-0223 & 7500-0221Ons lab huisvest deze arrays in op maat gebouwde kamers, zoals beschreven in de tekst.  Er zijn alternatieven beschikbaar.
Wegwaarborstels Sani-ClothPDI13872

Referenties

  1. National Institute on Drug Abuse. Drug Facts: Understanding Drug Abuse and Addiction. www.drugabuse.gov. , Available from: http://www.drugabuse.gov/publications/drugfacts/understanding-drug-abuse-addiction (2012).
  2. Kasanetz, F., et al. Transition to addiction is associated with a persistent impairment in synaptic plasticity. Science. 328 (5986), 1709-1712 (2010).
  3. Beach, H. D. Morphine addiction in rats. Can J Psychol. 11 (2), 104-112 (1957).
  4. van der Kooy, D. Chapter 13, Place Conditioning: A simple and effective method for assessing the motivational properties of drugs. Methods of Assessing the Reinforcing Properties of Abused Drugs. Bozarth, M. A. , 229-240 (2012).
  5. Carlezon, W. A. Place conditioning to study drug reward and aversion. Methods Mol Med. 84, 243-249 (2003).
  6. Prus, A. J., James, J. R., Rosecrans, J. A. Chapter 4, Conditioned Place Preference. Methods of Behavior Analysis in Neuroscience. Buccafusco, J. J. , (2009).
  7. Tzschentke, T. M. Measuring reward with the conditioned place preference (CPP) paradigm: update of the last decade. Addict Biol. 12 (3-4), 227-462 (2007).
  8. Aguilar, M. A., Rodrìguez-Arias, M., Miñarro, J. Neurobiological mechanisms of the reinstatement of drug-conditioned place preference. Brain Res Rev. 59 (2), 253-277 (2009).
  9. Feduccia, A. A., Duvauchelle, C. L. Novel apparatus and method for drug reinforcement. JoVE. (42), (2010).
  10. Brabant, C., Quertemont, E., Tirelli, E. Influence of the dose and the number of drug-context pairings on the magnitude and the long-lasting retention of cocaine-induced conditioned place preference in C57BL/6J mice. Psychopharmacology. 180 (1), 33-40 (2005).
  11. Pliakas, A. M., Carlson, R. R., Neve, R. L., Konradi, C., Nestler, E. J., Carlezon, W. A. Altered responsiveness to cocaine and increased immobility in the forced swim test associated with elevated cAMP response element-binding protein expression in nucleus accumbens. J Neurosci. 21 (18), 7397-7403 (2001).
  12. Knackstedt, L. A., Samimi, M. M., Ettenberg, A. Evidence for opponent-process actions of intravenous cocaine and cocaethylene. Pharmacol Biochem Behav. 72 (4), 931-936 (2002).
  13. Post, R. M., Rose, H. Increasing effects of repetitive cocaine administration in the rat. Nature. 260 (5553), 731-732 (1976).
  14. Marin, M. T., Cruz, F. C., Planeta, C. S. Cocaine-induced behavioral sensitization in adolescent rats endures until adulthood: lack of association with GluR1 and NR1 glutamate receptor subunits and tyrosine hydroxylase. Pharmacol Biochem Behav. 91 (1), 109-114 (2008).
  15. Henry, D. J., White, F. J. The persistence of behavioral sensitization to cocaine parallels enhanced inhibition of nucleus accumbens neurons. J Neurosci. 15 (9), 6287-6299 (1995).
  16. Hope, B. T., Simmons, D. E., Mitchell, T. B., Kreuter, J. D., Mattson, B. J. Cocaine-induced locomotor activity and Fos expression in nucleus accumbens are sensitized for 6 after repeated cocaine administration outside the home cage. Eur J Neurosci. 24 (3), 867-875 (2006).
  17. Shuster, L., Yu, G., Bates, A. Sensitization to cocaine stimulation in mice. Psychopharmacology. 52 (2), 185-190 (1977).
  18. Smith, L. N., Jedynak, J. P., Fontenot, M. R., Hale, C. R., Dietz, K. C., Taniguchi, M., Thomas, F. S., Zirlin, B. C., Birnbaum, S. G., Huber, K. M., Thomas, M. J., Cowan, C. W. Fragile X mental retardation protein regulates synaptic and behavioral plasticity to repeated cocaine administration. Neuron. 82 (3), 645-658 (2014).
  19. Mueller, D., Stewart, J. Cocaine-induced conditioned place preference: reinstatement by priming injections of cocaine after extinction. Behav Brain Res. 115 (1), 39-47 (2000).
  20. Sakoori, K., Murphy, N. P. Maintenance of conditioned place preferences and aversion in C57BL6 mice: effects of repeated and drug state testing. Behav Brain Res. 160 (1), 34-43 (2005).
  21. Bardo, M. T., Neisewander, J. L., Miller, J. S. Repeated testing attenuates conditioned place preference with cocaine. Psychopharmacologia. 89 (2), 239-243 (1986).
  22. Itzhak, Y., Martin, J. L. Cocaine-induced conditioned place preference in mice: induction, extinction and reinstatement by related psychostimulants. Neuropsychopharmacology. 26 (1), 130-134 (2002).
  23. Kreibich, A. S., Blendy, J. A. cAMP response element-binding protein is required for stress but not cocaine-induced reinstatement. J Neurosci. 24 (30), 6686-6692 (2004).
  24. Briand, L. A., Blendy, J. A. Not all stress is equal: CREB is not necessary for restraint stress reinstatement of cocaine-conditioned reward. Behav Brain Res. 246, 63-68 (2013).
  25. Redila, V. A., Chavkin, C. Stress-induced reinstatement of cocaine seeking is mediated by the kappa opioid system. Psychopharmacology. 200 (1), 59-70 (2008).
  26. Do Couto, R. ibeiro, Aguilar, B., A, M., Manzanedo, C., Rodriguez-Arias, M., Armario, A., Minarro, J. Social stress is as effective as physical stress in reinstating morphine-induced place preference in mice. Psychopharmacology. 185 (4), 459-470 (2006).
  27. Post, R. M., Lockfeld, A., Squillace, K. M., Contel, N. R. Drug-environment interaction: context dependency of cocaine-induced behavioral sensitization. Life sciences. 28 (7), 755-760 (1981).
  28. Badiani, A., Browman, K. E., Robinson, T. E. Influence of novel versus home environments on sensitization to the psychomotor stimulant effects of cocaine and amphetamine. Brain Res. 674 (2), 291-298 (1995).
  29. Li, Y., Acerbo, M. J., Robinson, T. E. The induction of behavioural sensitization is associated with cocaine-induced structural plasticity in the core (but not shell) of the nucleus accumbens. Eur J Neurosci. 20 (6), 1647-1654 (2004).
  30. Partridge, B., Schenk, S. Context-independent sensitization to the locomotor-activating effects of cocaine. Pharmacol Biochem Behav. 63 (4), 543-548 (1999).
  31. Le Foll, B., Diaz, J., Sokoloff, P. Increased dopamine D3 receptor expression accompanying behavioral sensitization to nicotine in rats. Synapse. 47 (3), 176-183 (2003).
  32. Heidbreder, C. A., Babovic-Vuksanovic, D., Shoaib, M., Shippenberg, T. S. Development of behavioral sensitization to cocaine: influence of kappa opioid receptor agonists. J Pharmacol Exp Ther. 275 (1), 150-163 (1995).
  33. Tirelli, E., Michel, A., Brabant, C. Cocaine-conditioned activity persists for a longer time than cocaine-sensitized activity in mice: implications for the theories using Pavlovian excitatory conditioning to explain the context-specificity of sensitization. Behav Brain Res. 165 (1), 18-25 (2005).
  34. Anagnostaras, S. G., Schallert, T., Robinson, T. E. Memory processes governing amphetamine-induced psychomotor sensitization. Neuropsychopharmacology. 26 (6), 703-715 (2002).
  35. Spangler, R., Zhou, Y., Schlussman, S. D., Ho, A., Kreek, M. J. Behavioral stereotypies induced by 'binge' cocaine administration are independent of drug-induced increases in corticosterone levels. Behav Brain Res. 86 (2), 201-204 (1997).
  36. Kelley, A. E. Measurement of rodent stereotyped behavior. Curr Protoc Neurosci. Chapter 8, Unit 8.8(2001).
  37. Taniguchi, M., Carreira, M. B., Smith, L. N., Zirlin, B. C., Neve, R. L., Cowan, C. W. Histone deacetylase 5 limits cocaine reward through cAMP-induced nuclear import. Neuron. 73 (1), 108-120 (2012).
  38. Zangen, A., Solinas, M., Ikemoto, S., Goldberg, S. R., Wise, R. A. Two brain sites for cannabinoid reward. J Neurosci. 26 (18), 4901-4907 (2006).
  39. Huston, J. P., de Souza Silva, M. A., Topic, B., Müller, C. P. What's conditioned in conditioned place preference. Trends Pharmacol Sci. 34 (3), 162-166 (2013).
  40. Schechter, M. D., Calcagnetti, D. J. Trends in place preference conditioning with a cross-indexed bibliography; 1957-1991. Neurosci Biobehav Rev. 17, 21-41 (1993).
  41. Bevins, R. A., Cunningham, C. L. Chapter 9, Place Conditioning: A Methodological Analysis. Tasks and Techiniques: A sampling of methodologies for the investigation of animal learning, behavior, and cognition. Anderson, M. , 99-110 (2006).
  42. Hitchcock, L. N., Cunningham, C. L., Lattal, K. M. Cue configuration effects in the acquisition of a cocaine-induced place preference. Behav Neurosci. 128 (2), 217-227 (2014).
  43. Liu, Z. -H., Chuang, D. M., Smith, C. B. Lithium amerliorates phenotypic deficits in a mouse model of fragile X syndrome. Int J Neuropscyhopharmacol. 14 (5), 618-630 (2011).
  44. Bardo, M. T., Rowlett, J. K., Harris, M. J. Conditioned place preference using opiate and stimulant drugs: A meta-analysis. Neurosci Biobehav Rev. 19 (1), 39-51 (1995).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Gedragsmatige cocainesensitisatieCPP assay bij muizenlocomotorische sensitisatiedoor drugs ge nduceerde plasticiteitCPP boxen met drie kamersfotobundel arrayshabituatieproefinjectieproefdosering van saline en coca ne

Gerelateerde artikelen