Methodenartikel

Een Protocol voor het meten van Cue reactiviteit in een Rat Model van cocaïne gebruik wanorde

DOI:

10.3791/55864

⸱

18 juni 2018

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Center for Addiction Research, University of Texas Medical Branch, 2Institute for Translational Sciences, University of Texas Medical Branch, 3Mitchell Center for Neurodegenerative Diseases, University of Texas Medical Branch, 4Department of Neurology, University of Texas Medical Branch, 5Department of Pathology, University of Texas Medical Branch, 6Department of Pharmacology and Toxicology, University of Texas Medical Branch

* These authors contributed equally

In dit artikel

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Cue reactiviteit is geconceptualiseerd als gevoeligheid voor signalen die verband houden met drugsgebruik ervaringen die bijdragen aan verlangen en terugvallen in abstinent mens. Cue reactiviteit is gemodelleerd in ratten door meten attentional oriëntatie richting van drug-geassocieerde signalen, waardoor de werking van de aanpak van de appetitive in een cue reactiviteit test volgend op zelfbestuur en gedwongen onthouding.

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Cocaïne gebruik stoornis (CUD) volgt een traject van repetitieve zelfmedicatie tijdens die eerder neutraal prikkels stimulerende waarde krijgen. Cue reactiviteit, de gevoeligheid voor signalen eerder verband houden met de ervaring van drugsgebruik, speelt een prominente rol in menselijke verlangen tijdens onthouding. Cue reactiviteit kan worden beoordeeld als de attentional oriëntatie richting van drug-geassocieerde signalen dat meetbare appetitive aanpak gedrag in zowel preklinische en menselijke studies. Hierin beschrijft aan de hand van een beoordeling van cue reactiviteit in ratten opgeleid om het zelftoediening van cocaïne. Cocaïne zelfbestuur is gekoppeld aan de presentatie van discrete signalen die als geconditioneerde reinforcers (d.w.z.huis licht, licht van de stimulus, infusie pomp geluiden fungeren). Na een periode van onthouding, hefboom persen in de context van cocaïne zelfbestuur vergezeld gaan van de discrete signalen eerder gekoppeld aan cocaïne infusie worden gemeten als cue reactiviteit. Dit model is handig om te verkennen neurobiologische mechanismen ten grondslag liggen aan de cue reactiviteit processen ook evalueren van farmacotherapieën om te onderdrukken cue reactiviteit en daarom wijzigen herval kwetsbaarheid. Voordelen van het model zijn de translationeel relevantie, en haar gezicht en voorspellende rijbevoegdheden. De belangrijkste beperking van het model is dat de cue reactiviteit taak kan slechts zelden worden uitgevoerd en mag alleen worden gebruikt in korte duur (bv., 1 uur), anders ratten zullen beginnen te blussen de koppeling van de discrete signalen met de stimulus van cocaïne. Het model kan worden uitgebreid tot alle positief versterkende stimulans gecombineerd met discrete signalen; Hoewel met name van toepassing op drugs van misbruik, kan dit model toekomstige toepassingen op gebieden zoals obesitas, waar smakelijk voedsel beloningen fungeren kunnen als positief versterkende stimuli houden.

Inleiding

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Cocaïne gebruik stoornis (CUD) volgt een traject van repetitieve zelfmedicatie tijdens die eerder neutraal prikkels stimulerende waarde1 krijgen. Cue reactiviteit is de gevoeligheid voor signalen eerder verband houden met de ervaring van drugsgebruik, en het speelt een prominente rol in menselijke verlangen,2,3,4,5. Het risico van progressie naar CUD, evenals herval tijdens onthouding, wordt beschouwd als hogere voor particulieren die hoge gevoeligheid voor drug-geassocieerde signalen6,7kunnen uitdrukken. Zowel milieu contexten (b.v.mensen, gebouwen, muziekgenres) en discrete drug-geassocieerde stimuli (b.v., parafernalia) worden geassocieerd met de cocaïne beloning; blootstelling aan deze signalen kan leiden tot veranderingen in het perifere fysiologie (bijvoorbeeld, harttarief, huidtemperatuur en weerstand van de huid), plasticiteit van de hersenen en hersenen functionele connectiviteit2,8,9 ,10. Met andere woorden, activeert re-blootstelling aan cocaïne-geassocieerde signalen limbische corticostriatale circuits om op te roepen van geconditioneerde fysiologische en subjectieve reacties die appetitive aanpak (drug-zoekende) gedrag11,12 rijden ,13,14,15.

Cue reactiviteit gemeten met functionele brain imaging analyses is voorspellend voor herval beveiligingslek bij patiënten met CUD16. Cue reactiviteit metingen in knaagdier modellen dienen als een surrogaat maatstaf voor terugval risico en kan worden misbruikt voor translationeel onderzoek. Dus, een farmacotherapie dat dalingen cue reactiviteit in knaagdieren kan worden overgedragen als de behandeling van een recidief-preventie in menselijke klinische proeven. Preklinische modellen met de nodige translationeel verdienste en predictieve validiteit zijn bijzonder belangrijk, aangezien er momenteel geen FDA-goedgekeurde farmacotherapieën voor CUD17.

De knaagdieren zelfbestuur procedure is de gouden standaard, translationeel model met predictieve validiteit voor menselijke drugsgebruik18 en cruciaal voor het begrip van de moleculaire en fysiologische processen onderliggende CUD. Reactie -onafhankelijke levering van cocaïne resulteert in verschillende gedrags, moleculaire en neurochemical effecten ten opzichte van de reactie -afhankelijke cocaïne blootstelling; bijv., reactie -onafhankelijke cocaïne levering roept aanzienlijk hogere sterfte19. Bovendien, de neurochemical gevolgen van onthouding van reactie -afhankelijke cocaïne zelfbestuur staan los van die veroorzaakt door onthouding van reactie -onafhankelijke cocaïne levering20, 21. dus, CUD modellen gebaseerd op reactie -afhankelijke levering van cocaïne zijn superieure translationeel modellen bij de beoordeling van cue reactiviteit en bijbehorende mechanismen van actie.

In het protocol zoals hieronder beschreven, wordt cocaïne geleverd intraveneus via een inwonende intra jugular katheter. Echter, alternatieve methoden voor zelftoediening drug via orale en inhalatie routes hebben ontwikkeld. Bovenal bepalen knaagdieren levering van de drug, analoog mens, door middel van operante antwoorden. Daarom is er hoge concordantie tussen drugs zelf beheerd door knaagdieren en de mens22. De preklinische drug zelfbestuur onderstaande procedure maakt gebruik van hefboom te drukken, versterkt door de levering van de drug, te motiveren hoger dan voertuig controle berekening van responsrates. Drug-seeking gedrag wordt getraind door oorspronkelijk "neutrale" signalen (b.v.een stimulans-licht of Toon en de contextuele omgeving welke cocaïne zelfbestuur plaatsvindt) in paren rangschikken met cocaïne infusie; deze signalen worden geconditioneerde reinforcers (voor revisie: Cunningham & Anastasio, 2014-23). Latere re-blootstelling aan cocaïne-geassocieerde signalen triggers drug-seeking gedrag in knaagdieren (dat wil zeggen, proberen af te leveren van cocaïne door te drukken op de eerder-actieve hendel) evenals verlangen en herval in CUD onderwerpen24, 25 , 26 , 27.

Typisch, preklinische knaagdier studies van de drug-seeking gedrag na cocaïne zelfbestuur gebruiken uitsterven opleiding en/of drug herstel uitgevoerd binnen de drug-geassocieerde milieu28,29, 30 , 31 , 32. persen op de eerder-actieve hendel, bij gebrek aan drugs en/of cue levering, doorgaans vormen de maatregel van uitsterven33,34,35na herplaatsing. Integendeel, is cue reactiviteit drug-seeking gedrag beoordeeld volgende gedwongen onthouding zonder voorafgaande uitsterven opleiding28,36,37,38,39 .

Resultaat maatregelen en experimentele variabelen zijn zorgvuldig gekozen en gevalideerd om het ontleden van verschillende aspecten van de neurobiologie van drug-zoekende en herval-achtig gedrag, en het is reeds lang gevestigde dat neuroadaptations tussen de modellen met verschillen en zonder uitsterven opleiding 40,41,42,43. Bovendien, vanuit het oogpunt van translationeel knaagdier uitsterven opleiding wordt niet weerspiegeld in klinische instellingen voor CUD aangezien drugsgerelateerde signalen humeur Staten, plaatsen en mensen44 zijn; de unieke combinatie van deze signalen zijn waarschijnlijk niet beschikbaar in een klinische omgeving45,46,47. Dus, het knaagdier model hierin beschreven fungeert als een betere parallel aan de menselijke conditie dan veel van de momenteel beschikbare modellen.

De volgende tabel ziet u een gevalideerde cocaïne zelfbestuur training, gedwongen onthouding en cue reactiviteit test protocol voor ratten. Kort, ratten zijn geïmplanteerd met intra jugular katheters, opgeleid om de zelftoediening van cocaïne of zoutoplossing via 'actief' hefboom pers, en na ontvangst van de prikkel cocaïne of zoutoplossing discrete signalen voor licht en geluid, die als geconditioneerde reinforcers dienen is gekoppeld. Na 14 dagen van cocaïne zelfbestuur, ratten zijn onderworpen aan 30 dagen na de gedwongen onthouding en een daaropvolgende 60-min cue reactiviteit test in welke hefboom te drukken wordt gemeten. De cue reactiviteit test is een surrogaat maatstaf voor cocaïne herval beveiligingslek bij de mens.

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

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Alle dierlijke manipulaties worden uitgevoerd volgens de gids voor de verzorging en het gebruik van proefdieren (2011) en met goedkeuring van het institutionele Animal Care en gebruik Comité.

1. dieren

  1. Acclimatiseren mannelijke Sprague-Dawley ratten ongeveer 8-9 weken oud (250-260 g) voor een minimum van zeven dagen in een kamer van de kolonie op 21-23 ° C en 45-50% luchtvochtigheid gehouden op een 12 h licht-donker cyclus (licht op 6:00-18:00 h).
  2. Huis van ratten twee / cage en verwerken dagelijks gedurende de studie. Voedsel en water ad libitum in hun kooi in alle fasen van de studie.
    Opmerking: Voedsel beperking verhoogt de saliency van de cocaïne beloning48, motorische activiteit cocaïne-geïnduceerde49, potentiates en fungeert als een stressor voor herplaatsing50 en dus kan ook effect cue reactiviteit.
  3. Willekeurig toewijzen ratten aan zoutoplossing of cocaïne behandelgroepen.

2. operatie

  1. Plaats rat onder verdoving met een cocktail met 8.6 mg/kg xylazine, 1,5 mg/kg acepromazine en 43 mg/kg van ketamine opgeschort in een bacteriostatische zoutoplossing. Bevestigen dat de rat voldoende is verdoofd door knijpen zijn teen en controle motor reflexen en ademhaling. Ophthalmic zalf rechtstreeks toepassen op ogen ter voorkoming van droogheid van de ogen.
    Opmerking: Als de rat niet is voldoende verdoofd zal het een motorische reactie op de teen snuifje vertonen en ademhalingstarief van de rat kan snel toenemen.
    1. Met behulp van aseptische techniek terwijl de rat onder verdoving is, implantaat een intraveneuze katheter in de halsslagader aangesloten op een terug monteren met een canule. Na chirurgische implantatie, toestaan dat ratten herstellen voor 5-7 dagen 28,36,,37,51.
      Opmerking: De intraveneuze toedieningsweg cocaïne zelf in mensen resulteert in snelle toename in hersenen cocaïne niveaus52,53. Dus, in een van de meest voorkomende preklinische varianten, ratten zijn opgeleid om de zelftoediening van cocaïne via een intra jugular katheter.
  2. Onderhouden katheter bij met dagelijkse opvliegers met behulp van een oplossing van 0,1 mL bacteriostatische zoutoplossing met heparine natrium (10 U/mL), streptokinase (0,67 mg/mL) en dinatrium ticarcillin (66.67 mg/mL). Katheter spoelen de dag na de operatie beginnen en blijven elke dag volgende op die zelfbestuur sessies.
    1. Vul een spuit met de oplossing en de rug mount verbinden met de spuit via polyethyleen slang te spoelen.
    2. Controleer of u goede katheter functie periodiek gedurende het gehele experiment door intraveneuze toediening van 10 mg/kg natrium methohexital.
      Opmerking: Dit is een dosis voldoende te kort anesthetize het dier alleen als intraveneus toegediend.

3. zelfbestuur

  1. Gebruik software programmeren voor het genereren van 4 afzonderlijke programma's zoals hieronder beschreven.
    1. Code twee programma's voor zelfmedicatie op een vaste verhouding (FR) 1 schema, dwz., waar een actieve hendel pers in een infusie resulteert. Programma #1, code de linker hendel als de actieve hendel; code voor programma #2, de juiste hefboom als de actieve hendel. Construeren van beide programma's worden 180-min in lengte, en leveren de cocaïne stimulus en discrete cue complex op de volgende wijze:
      1. Hebben een actieve hendel druk op oorzaak gelijktijdige verlichting van zowel het huis licht en de stimulans licht boven de actieve hendel.
      2. Na een vertraging van 1-s, hebben de infusiepomp 0,1 mL van oplossing leveren over 6-s.
      3. Hebben de stimulus licht uitgeschakeld na 7-s (inactiveren op hetzelfde moment als de infusiepomp).
      4. Het lichte huis uitgeschakeld na 27-s, met de laatste 20-s die aangeeft een time-outperiode waarin actieve hendel persen geen geplande gevolgen hebben, maar deze zijn nog steeds opgenomen hebben.
      5. Voor uitvoer van de gegevens, verzamelen Infusies, actieve hendel persen, persen van de niet-actieve hendel en latentie eerste actieve hendel pers.
    2. Code twee meer programma's voor zelfmedicatie op een FR5 plannen, dwz., waar vijf hefboom persen resultaat in één infusie. Nogmaals, een programma met de actieve hendel als links, en een programma met de actieve hendel als recht te maken. Beide programma's 180-min in lengte, en leveren de reinforcer en discrete cue complex op de volgende wijze:
      1. Vijf actieve hendel persen oorzaak gelijktijdige verlichting van zowel het huis licht en de licht boven de actieve hendel prikkel hebben.
      2. Herhaal stappen 3.1.1.2 via 3.1.1.5.
  2. Zelfmedicatie opleiding
    1. Bereid de oplossing van de cocaïne dagelijks in steriele 0.9% NaCl aan een dosis van 0,75 mg/kg/0.1 mL.
      Opmerking: De duur van elke sessie van 180 min zelfbestuur, ratten beheren van cocaïne, ongeveer 4-5 mL dus om voor te bereiden in overmaat, anticiperen ongeveer 8 mL/rat dagelijks.
    2. Vul de katheter spuit (10 mL) met ten minste 8 mL van cocaïne of zoutoplossing. Als u zeker bent dat de cocaïne/zout-oplossing stroomt, de spuiten in de infusiepomp invoegen en sluit aan de polyethyleen slang ingekapseld door een metalen veer leiband aan het begin van elke sessie zelfbestuur. Zorgvuldig pas de spuit in elk infusiepomp zodanig dat de oplossing gelijkmatig is en voltooid verdeeld in de polyethyleen slang voorafgaand aan elke katheter aansluiten.
    3. Plaats de ratten in de respectieve standaard Operante conditionering kamers gevestigd in geventileerde, geluid-verzachtende werkplekken met fans. Consequent elke rat in de dezelfde operante kamer plaatsen en houden de actieve hendel aan dezelfde kant gedurende alle experimenten. Tegenwicht vormen voor toewijzing van ratten tussen links en rechts actieve hefbomen.
      Opmerking: Elke kamer is uitgerust met een pellet recipiënt geflankeerd door twee intrekbare reactie hefbomen, een stimulans licht boven elke reactie hefboom en een licht huis tegenover de hendels. Cocaïne/zoutoplossing spuiten zijn aangesloten op een 23g naald (ingediend Voorkom porren buis) aangesloten op polyethyleen slang ingekapseld binnen een metalen veer leiband die verbonden met elke rat katheter en een vloeibare swivel is geopereerd. Spuiten worden in infuuspompen gelegen grenzend aan de kast geplaatst.
    4. Trein ratten aan hendel druk voor cocaïne infusies (0,75 mg/kg/0.1 mL infusie) of zoute infusies (0,1 mL) tijdens dagelijkse 180-min sessies met behulp van gevestigde methoden28,36,,37,51.
      Opmerking: Deze opleiding gebeurt eenvoudig door het plaatsen van de rat in de operante kamer en waardoor zij aan hendel pers; indrukken van de actieve hendel zal resulteren in ontvangst voor de discrete cue complexe en cocaïne infusie, terwijl op de niet-actieve hendel te drukken geen geplande gevolgen draagt.
      1. Plannen worden aanvullingen op het resultaat van de actieve hendel bij de levering van een cocaïne of zoute infusie gedurende een periode van 6-s, tegelijk met de verlichting van het huis licht en stimulans licht boven de actieve hendel en activering van de infusiepomp (dit is de discrete gekoppeld Cue complex gekoppeld aan cocaïne levering); niet-actieve hendel persen produceren geen geplande gevolgen. Na levering van de reinforcer (cocaïne), zijn het licht van de stimulus, alsmede de infusiepomp geïnactiveerd; het Parlement licht blijft op voor een extra 20-s om aan te geven van een time-outperiode gedurende welke hefboom persen geen geplande gevolgen hebben.
        Opmerking: Een beschrijving van hoe dit instelt is gevonden in stappen 3.1.1.1-3.1.1.4
    5. Na voltooiing van de 180-min-sessie, elke rat verwijderen uit haar Skinner en leegmaken van de katheter (stap 2.2). Voorzichtig schoon de kamers tussen sessies, afvegen van elk oppervlak met een 70% ethanol-oplossing.
      Opmerking: Ratten die cocaïne tijdens de sessie van zelfbestuur ontvangen kunnen worden moeilijk te verwijderen uit de zaal en hebben meer kans om agressief. Gebruik bewegingen langzaam, voorzichtig elke rat verbreken met de ketting.
    6. Trainen van ratten op een FR1 schema van versterking en vooruitgang op een schema van de FR5 na het bereiken van een criterium van zeven infusies/h met minder dan 10% variabiliteit in het totale aantal infusies per sessie gedurende drie opeenvolgende dagen. Blijven zelfbestuur sessies tot ratten hebben een totaal van 14 dagen van zelfbestuur opleiding bereikt.
      Nota: Dit is een variant van operante leren; sommige protocollen liever ratten FR1 blijven in het geheel van het experiment. Wijzigingen in vaste verhouding plannen vanaf FR1 te FR5 doen niet invloed op het aantal van Infusies een dier self-administers54,55. Echter de vaste verhouding te vergroten zorgt ervoor dat de stabiliteit in de rat te reageren, en kan het verhogen van de saliency van de beloning56. Bovendien, indien een behandeling tijdens de gedwongen onthouding is gewenst, ratten moeten worden pseudo-willekeurig toegewezen aan behandelgroepen na het verkrijgen van stabiliteit (minder dan 10% variabiliteit in het totale aantal infusies per sessie voor een minimum van 3 opeenvolgende dagen) op de planning van de FR5. Bovendien, zullen zoute ratten niet vooruitgang van FR1 FR5, zoals de saliency zoutoplossing is niet voldoende om de stabiliteit moeten lopen van FR1 naar FR5 te bereiken.

4. gedwongen onthouding

  1. Plaats van ratten in gedwongen onthouding gedurende 30 dagen; dat wil zeggen, bieden geen ratten met de mogelijkheid om te zelftoediening van cocaïne of zoutoplossing voor een duur van 30 dagen. Nog belangrijker is, tijdens deze periode niet ratten tot terugkeren de operante kamers (het vorige kader van zelfbestuur). Verwijder echter ratten uit huis kooien voor de dagelijkse afhandeling en wegen, als een maatregel van algemene gezondheid.
    Opmerking: De duur van de gedwongen onthouding kan worden veranderd, maar het is belangrijk om te kiezen voor een duur die is voldoende plafond en vloer-effecten te vermijden. Factoren als cognizant van bij het kiezen van de duur van de periode van de gedwongen onthouding omvatten knaagdier stam, leeftijd, zelfbestuur sessie lengte en duur, drugs, drug dosis en infusie duur en het geslacht van het dier.

5. cocaïne Cue reactiviteit

  1. Code van twee software-programma's voor de cue reactiviteit taak een FR1 planning; een programma met de linker hendel als de actieve hendel, en een met de juiste hefboom als de actieve hendel. Construeren van elk programma voor het verzamelen van de hendel op te drukken gegevens voor 60-min en leveren de discrete cue complexe zoals hieronder beschreven.
    1. Herhaal stappen 3.1.1.1-3.1.1.4
    2. Voor uitvoer van de gegevens, verzamelen cue presentaties (voorheen bekend als infusies), eerder-actieve hendel persen, persen van de niet-actieve hendel en latentie eerste hendel pers.
  2. Cocaïne Cue reactiviteit testsessie
    1. Cue reactiviteit beoordelen op dag 30 van gedwongen onthouding in een 60-min Operante testsessie. Begintijden van ratten om snelle onthoofding en hersenen oogst spreiden. Nog belangrijker is, voor de cue reactiviteit test, zet niet de spuit in de infusiepomp zodat het geluid van de infusiepomp als een auditieve cue fungeert maar geen versterking van de cocaïne wordt geleverd.
      Opmerking: Cue reactiviteit kan worden beoordeeld op dagen dan dag 30 van gedwongen onthouding, echter het feit dat alertheid op cocaïne-gepaarde aanwijzingen over tijd34 varieert moet in gedachten houden bij het kiezen van de datum voor de cue reactiviteit test.
    2. Plaats elke rat in de zaal van de zelfbestuur waarin het werd opgeleid en ketting aan de canule als tijdens de dagelijkse sessies van zelfbestuur. Persen op de hendel die eerder geleverd cocaïne of zoutoplossing worden nu alleen versterkt door levering van de discrete cue-complex (dwz., het licht van de stimulus en de huis is verlicht, en de infusie drukpomp wordt geactiveerd) op een schema FR1 (dat wil zeggen, een discrete cue complex wordt gepresenteerd per actieve hendel pers); tellen de cue presentaties en eerder-actieve hendel persen tijdens een 60-minuten sessie en ook het registreren van het aantal niet-actieve hendel persen. Echter, zoals met zelfbestuur, niet-actieve hendel persen produceren geen geplande gevolgen.
      Opmerking: Een extra controle optie is om op te nemen eerder-actieve en niet-actieve hendel persen bij gebrek aan geplande gevolgen (dwz., geen aparte cue complexe reinforcer).
    3. Na voltooiing van de cue reactiviteit test sessie, onmiddellijk euthanaseren ratten te vangen van de biochemische effecten van re-blootstelling aan de Skinner en discrete cue complex.

6. de gegevensverzameling, -organisatie en analyse

  1. Gegevens in drie categorieën van de conventionele breken: algemene gezondheid, zelfbestuur en cue reactiviteit.
    1. Controleren van de algemene gezondheid (bv., dierlijke gewicht, bont voorwaarde) gedurende het gehele experiment, en dieren met veterinaire zorg, indien nodig, of verwijderen uit de studie als hefboom te drukken waarin dit probleem optreedt door health verschijnt te bieden.
    2. Zelfmedicatie gegevens verzamelen tijdens de 14 dagen van zelfbestuur. Gebruik een ongepaard, tweezijdige t-test om te bepalen van de statistische verschillen tussen cocaïne en zoute zelfbestuur groepen voor totale aantal Infusies, actieve hendel persen, persen van de niet-actieve hendel en latentie aan eerste actieve hendel pers.
      Opmerking: Zelfbestuur gegevens worden geanalyseerd moet vóór gedwongen onthouding indien men wenst te bestuderen van het effect van een behandeling tijdens de gedwongen onthouding op cue reactiviteit (zodat groepen gemiddeld evenveel voor infusies, evenals actieve en inactieve hebben kunnen hendel persen). Als een twee-aan-twee ontwerp is gekozen (cocaïne ± behandeling, zoute ± behandeling), moet een two-way ANOVA met passende post-hoc analyse worden gebruikt om deze gegevens te analyseren.
    3. Cue reactiviteit gegevens te verzamelen en te analyseren voor het totale aantal cue presentaties, eerder-actieve hendel persen, persen van de niet-actieve hendel en latentie aan eerste hendel druk op voor. Ook deze gegevens met een ongepaard, tweezijdige t-test om te bepalen van verschillen tussen dieren zelf beheren van cocaïne en die zelf beheren zoutoplossing te analyseren.
      Opmerking: Weer, als een twee-aan-twee ontwerp is gekozen (cocaïne ± behandeling, zoute ± behandeling), een two-way ANOVA met passende post-hoc analyse moet worden gebruikt om deze gegevens te analyseren.

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

Resultaten

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Resultaten van een cocaïne zelfbestuur en onthouding experiment gevolgd door een cue reactiviteit test van een eerder gepubliceerde studie57 staan weergegeven in Figuur 1. De tijdlijn van de studie is afgebeeld in figuur 1A.

Ratten individueel overgang van FR1 naar een FR5 als zij voldoen aan criteria. Zoals Operante conditionering in de groep be...

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

Discussie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Blootstelling aan drug-gepaarde aanwijzingen en fysiologische veranderingen in reactie op deze signalen16 zijn gekoppeld herval,11,16 en de cocaïne cue reactiviteit test werkzaam boven voorwaardelijk presenteert cocaïne-gepaarde aanwijzingen in de afwezigheid van drugs; Dus, drug-seeking gedrag in de vorm van eerder-actieve hendel persen fungeert als een maatregel van herval kwetsbaarheid. Het cue reactiviteit protocol hierin beschreven is...

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

Openbaarmakingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs hebben geen conflicten van belang om te vermelden.

Dankbetuigingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Alle gedrags getest in de Universiteit van Texas Medical Branch (UTMB) knaagdier In Vivo beoordeling (RIVA) kern, geregisseerd door Dr Kelly Dineley en gehuisvest binnen het centrum voor onderzoek van de verslaving, geregisseerd door Dr. Kathryn Cunningham. Ondersteuning voor dit werk kwam uit het Peter F. McManus Charitable Trust, National Institute of Environmental Health Sciences Center voor milieutoxicologie op UTMB (T32ES007254), Instituut voor translationeel wetenschappen aan UTMB (UL1TR001439), Mitchell centrum voor neurodegeneratieve ziekten, en centrum voor onderzoek van de verslaving op UTMB (DA007287, DA070087 en pilot-studie fondsen).

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

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Equipment
Catheter Tubing: 0.50mm ID x 0.94mm OD x 0.2mm breedteFisher Scientific, Hampton, NH, USA11-189-15A1/experiment
Cue LightMed Associates Inc., St. Albans, VT, USAENV-229M2/operant chamber
Guide Cannulae (22 gauge, voetdiameter-8mm, gesneden lengte 11 mm, 5 mm boven het voetstuk)Plastics One, Roanoke, VA, USA8IC313G5UPXC1/rat
HuislichtMed Associates Inc., St. Albans, VT, USAENV-227M1/operant chamber
InfusiepompMed Associates Inc., St. Albans, VT, USAPHM-1001/operant chamber
LeversMed Associates Inc., St. Albans, VT, USAENV-110M2/operant chamber
Liquid SwivelsInstech, Plymouth Meeting, PA, USA375/221/operant chamber
MED-PC pakket met Infusiepomp SoftwareMed Associates Inc., St. Albans, VT, USASOF-735 (infusies software SOF-700RA-10 versie 1.04)1
Metalen veerriemPlastics One, Roanoke, VA, USAC313CS/SPC1/operant chamber
Naald (23g, 1 inch)Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ, USA3051931/operant chamber
Nitex Mesh (6/6 geweven mesh sheet, 12"x12", 500 microns dik, 38% open gebied)Amazon, Seattle, WA, USACMN-0500-C, B000FMUNE6~1 sheet/100 rats
PCI Interface PakketMed Associates Inc., St. Albans, VT, USADIG-700P2-R2, MED-SYST-161/16 operant chambers
Voeding voor Interface ModulesMed Associates Inc., St. Albans, VT, USASG-6510D1/16 operant chambers
Geluidsdemping CubicleMed Associates Inc., St. Albans, VT, USAENV-018V1/operant chamber
Spuiten, 10 mL Luer-Lok™ tipFisher Scientific, Hampton, NH, USA14-827-521 case/experiment (1/operant chamber)
Tygon Tubing voor flushes: 0.51mmID x 1.52mm OD 0.51mm breedte x 152.4m lengteFisher Scientific, Hampton, NH, USA14-170-15B1/experiment
Chemicals
Acepromazine (10mg/mL)Henry Schein (Animal Health), Melville, NY, USA003845~0.5mg/rat*
Acraweld reparatieharsHenry Schein (Dental), Melville, NY, USA10139591/experiment
Altalube (oftalmische zalf)Henry Schein (Dental), Melville, NY, USA60500591/experiment
CocaineNIDA North Bethesda, MD, USAN/A~350mgs/rat voor het hele experiment*; vereist DEA-vergunning
Heparine (10.000 USP-eenheden/10 mL)Sagent Pharmaceuticals, Schaumburg, IL, USANDC 25021-400-101/experiment (~21 eenheden/rat*)
Jet LiquidHenry Schein (Dental), Melville, NY, USA12564011/experiment
Ketamine (100mg/mL, 10mL)Henry Schein (Dental), Melville, NY, USA1049007~15mg/rat*; vereist DEA-licentie
Methohexital Sodium (Brevital®, 500 mg/50 mL)Patterson Dental, Saint Paul, MN, USA043-54611/experiment; vereist DEA-licentie
Saline (0.9%, USP)Baxter, Deerfield, IL, USA2B13071 case/experiment
Streptokinase van β-hemolytisch Streptococcus (Lancefield Group C) ≥3,000 eenheden/mgSigma Aldrich, St. Louis, MO, USAS3134-250KU1 fles/experiment (~1.5mg/rat/experiment*)
Ticarcilline DinatriumzoutFisher Scientific, Hampton, NH, USA50-213-695~4 flessen/experiment of koop de 25g-fles cat.# 50-489-093 (~150mg/rat/experiment*)
Xylazin (100mg/mL)Henry Schein (Animal Health), Melville, NY, USA033198~3mg/rat*
*Veronderstelt dat de rattenleeftijd is zoals beschreven in het protocol, ratten zelf toedienen gedurende 14 dagen en flushes gedurende 21 dagen.

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Koob, G. F., Volkow, N. D. Neurobiology of addiction: a neurocircuitry analysis. Lancet Psychiatry. 3 (8), 760-773 (2016).
  2. Carter, B. L., Tiffany, S. T. Meta-analysis of cue-reactivity in addiction research. Addiction. 94 (3), 327-340 (1999).
  3. Drummond, D. C. Theories of drug craving, ancient and modern. Addiction. 96 (1), 33-46 (2001).
  4. Mahler, S. V., de Wit, H. Cue-reactors: individual differences in cue-induced craving after food or smoking abstinence. PLoS One. 5 (11), (2010).
  5. O'Brien, C. P., Childress, A. R., Ehrman, R., Robbins, S. J. Conditioning factors in drug abuse: can they explain compulsion? J Psychopharmacol. 12 (1), 15-22 (1998).
  6. Hendershot, C. S., Witkiewitz, K., George, W. H., Marlatt, G. A. Relapse prevention for addictive behaviors. Subst Abuse Treat Prev Policy. 6, 17(2011).
  7. Prisciandaro, J. J., Myrick, H., Henderson, S., McRae-Clark, A. L., Brady, K. T. Prospective associations between brain activation to cocaine and no-go cues and cocaine relapse. Drug Alcohol Depend. 131 (1-2), 44-49 (2013).
  8. Foltin, R. W., Haney, M. Conditioned effects of environmental stimuli paired with smoked cocaine in humans. Psychopharmacology. 149 (1), 24-33 (2000).
  9. Wang, X., et al. Nucleus Accumbens Core Mammalian Target of Rapamycin Signaling Pathway Is Critical for Cue-Induced Reinstatement of Cocaine Seeking in Rats. J Neurosci. 30 (38), 12632-12641 (2010).
  10. Gipson, C. D., Kupchik, Y. M., Shen, H., Reissner, K. J., Thomas, C. A., Kalivas, P. W. Relapse Induced by Cues Predicting Cocaine Depends on Rapid, Transient Synaptic Potentiation. Neuron. 77 (5), 867-872 (2013).
  11. Wallace, B. C. Psychological and environmental determinants of relapse in crack cocaine smokers. J Subst Abuse Treat. 6 (2), 95-106 (1989).
  12. Weiss, F., et al. Compulsive Drug-Seeking Behavior and Relapse: Neuroadaptation, Stress, and Conditioning Factors. Annals of the New York Academy of Sciences. 937 (1), 1-26 (2001).
  13. Potenza, M. N., et al. Neural Correlates of Stress-Induced and Cue-Induced Drug Craving: Influences of Sex and Cocaine Dependence. Am J Psych. 169 (4), 406-414 (2012).
  14. Shaham, Y., Hope, B. T. The role of neuroadaptations in relapse to drug seeking. Nature Neuroscience. 8 (11), 1437-1439 (2005).
  15. Neisewander, J. L., et al. Fos protein expression and cocaine-seeking behavior in rats after exposure to a cocaine self-administration environment. J Neurosci. 20 (2), 798-805 (2000).
  16. Kosten, T. R., et al. Cue-induced brain activity changes and relapse in cocaine-dependent patients. Neuropsychopharmacology. 31 (3), 644-650 (2006).
  17. Skolnick, P., Volkow, N. D. Addiction therapeutics: obstacles and opportunities. Biol Psychiatry. 72 (11), 890-891 (2012).
  18. O'Connor, E. C., Chapman, K., Butler, P., Mead, A. N. The predictive validity of the rat self-administration model for abuse liability. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 35 (3), 912-938 (2011).
  19. Dworkin, S. I., Mirkis, S., Smith, J. E. Response-dependent versus response-independent presentation of cocaine: differences in the lethal effects of the drug. Psychopharmacology (Berl). 117 (3), 262-266 (1995).
  20. Dworkin, S. I., Co, C., Smith, J. E. Rat brain neurotransmitter turnover rates altered during withdrawal from chronic cocaine administration. Brain Res. 682 (1-2), 116-126 (1995).
  21. Twining, R. C., Bolan, M., Grigson, P. S. Yoked delivery of cocaine is aversive and protects against the motivation for drug in rats. Behav Neurosci. 123 (4), 913-925 (2009).
  22. Gardner, E. L. What we have learned about addiction from animal models of drug self-administration. Am J Addict. 9 (4), 285-313 (2000).
  23. Cunningham, K. A., Anastasio, N. C. Serotonin at the nexus of impulsivity and cue reactivity in cocaine addiction. Neuropharmacology. 76 Pt B. 76 Pt B, 460-478 (2014).
  24. Carpenter, K. M., Schreiber, E., Church, S., McDowell, D. Drug Stroop performance: relationships with primary substance of use and treatment outcome in a drug-dependent outpatient sample. Addict Behav. 31 (1), 174-181 (2006).
  25. Copersino, M. L., et al. Cocaine craving and attentional bias in cocaine-dependent schizophrenic patients. Psychiatry Res. 128 (3), 209-218 (2004).
  26. Field, M., Munafò, M. R., Franken, I. H. A meta-analytic investigation of the relationship between attentional bias and subjective craving in substance abuse. Psychol Bull. 135 (4), 589-607 (2009).
  27. Robbins, S. J., Ehrman, R. N., Childress, A. R., O'Brien, C. P. Relationships among physiological and self-report responses produced by cocaine-related cues. Addict Behav. 22 (2), 157-167 (1997).
  28. Cunningham, K. A., et al. Synergism between a serotonin 5-HT2A receptor (5-HT2AR) antagonist and 5-HT2CR agonist suggests new pharmacotherapeutics for cocaine addiction. ACS Chem Neurosci. 4 (1), 110-121 (2013).
  29. Fletcher, P. J., Rizos, Z., Sinyard, J., Tampakeras, M., Higgins, G. A. The 5-HT2C receptor agonist Ro60-0175 reduces cocaine self-administration and reinstatement induced by the stressor yohimbine, and contextual cues. Neuropsychopharmacology. 33 (6), 1402-1412 (2008).
  30. See, R. E. Neural substrates of cocaine-cue associations that trigger relapse. Eur J Pharmacol. 526 (1-3), 140-146 (2005).
  31. Shaham, Y., Shalev, U., Lu, L., De Wit, H., Stewart, J. The reinstatement model of drug relapse: history, methodology and major findings. Psychopharmacology (Berl). 168 (1-2), 3-20 (2003).
  32. Meil, W. M., See, R. E. Conditioned cued recovery of responding following prolonged withdrawal from self-administered cocaine in rats: an animal model of relapse. Behav Pharmacol. 7 (8), 754-763 (1996).
  33. Fuchs, R. A., Tran-Nguyen, L. T., Specio, S. E., Groff, R. S., Neisewander, J. L. Predictive validity of the extinction/reinstatement model of drug craving. Psychopharmacology (Berl). 135 (2), 151-160 (1998).
  34. Grimm, J. W., Hope, B. T., Wise, R. A., Shaham, Y. Neuroadaptation. Incubation of cocaine craving after withdrawal. Nature. 412 (6843), 141-142 (2001).
  35. Panlilio, L. V., Goldberg, S. R. Self-administration of drugs in animals and humans as a model and an investigative tool. Addiction. 102 (12), 1863-1870 (2007).
  36. Anastasio, N. C., et al. Variation within the serotonin (5-HT) 5-HT2C receptor system aligns with vulnerability to cocaine cue reactivity. Transl Psychiatry. 4, e369(2014).
  37. Anastasio, N. C., et al. Functional status of the serotonin 5-HT2C receptor (5-HT2CR) drives interlocked phenotypes that precipitate relapse-like behaviors in cocaine dependence. Neuropsychopharmacology. 39 (2), 370-382 (2014).
  38. Liu, H. S., et al. Dorsolateral caudate nucleus differentiates cocaine from natural reward-associated contextual cues. Proc Natl Acad Sci U S A. 110 (10), 4093-4098 (2013).
  39. Swinford-Jackson, S. E., Anastasio, N. C., Fox, R. G., Stutz, S. J., Cunningham, K. A. Incubation of cocaine cue reactivity associates with neuroadaptations in the cortical serotonin (5-HT) 5-HT2C receptor (5-HT2CR) system. Neuroscience. 324, 50-61 (2016).
  40. Di Ciano, P., Everitt, B. J. Reinstatement and spontaneous recovery of cocaine-seeking following extinction and different durations of withdrawal. Behav Pharmacol. 13 (5-6), 397-405 (2002).
  41. Schmidt, E. F., et al. Extinction training regulates tyrosine hydroxylase during withdrawal from cocaine self-administration. J Neurosci. 21 (7), RC137(2001).
  42. Self, D. W., Choi, K. H., Simmons, D., Walker, J. R., Smagula, C. S. Extinction training regulates neuroadaptive responses to withdrawal from chronic cocaine self-administration. Learn Mem. 11 (5), 648-657 (2004).
  43. Sutton, M. A., et al. Extinction-induced upregulation in AMPA receptors reduces cocaine-seeking behaviour. Nature. 421 (6918), 70-75 (2003).
  44. Gawin, F. H., Ellinwood, E. H. Cocaine dependence. Annu Rev Med. 40, 149-161 (1989).
  45. Bouton, M. E. Context, ambiguity, and unlearning: sources of relapse after behavioral extinction. Biological Psychiatry. 52 (10), 976-986 (2002).
  46. Torregrossa, M. M., Taylor, J. R. Learning to forget: manipulating extinction and reconsolidation processes to treat addiction. Psychopharmacology. 226 (4), 659-672 (2013).
  47. Conklin, C. A., Tiffany, S. T. Applying extinction research and theory to cue-exposure addiction treatments. Addiction. 97 (2), 155-167 (2002).
  48. Carr, K. D., Kim, G. -Y., Cabeza de Vaca, S. Chronic food restriction in rats augments the central rewarding effect of cocaine and the δ 1 opioid agonist, DPDPE, but not the δ 2 agonist, deltorphin-II. Psychopharmacology. 152 (2), 200-207 (2000).
  49. Stamp, J. A., Mashoodh, R., van Kampen, J. M., Robertson, H. A. Food restriction enhances peak corticosterone levels, cocaine-induced locomotor activity, and ΔFosB expression in the nucleus accumbens of the rat. Brain Research. 1204, 94-101 (2008).
  50. Shalev, U., Marinelli, M., Baumann, M. H., Piazza, P. -V., Shaham, Y. The role of corticosterone in food deprivation-induced reinstatement of cocaine seeking in the rat. Psychopharmacology. 168 (1-2), 170-176 (2003).
  51. Cunningham, K. A., et al. Selective serotonin 5-HT(2C) receptor activation suppresses the reinforcing efficacy of cocaine and sucrose but differentially affects the incentive-salience value of cocaine- vs. sucrose-associated cues. Neuropharmacology. 61 (3), 513-523 (2011).
  52. Fowler, J. S., et al. Mapping cocaine binding sites in human and baboon brain in vivo. Synapse. 4 (4), 371-377 (1989).
  53. Kufahl, P. R., et al. Neural responses to acute cocaine administration in the human brain detected by fMRI. Neuroimage. 28 (4), 904-914 (2005).
  54. Goldberg, S. R., Hoffmeister, F., Schlichting, U. U., Wuttke, W. A comparison of pentobarbital and cocaine self-administration in rhesus monkeys: effects of dose and fixed-ratio parameter. J Pharmacol Exp Ther. 179 (2), 277-283 (1971).
  55. Pickens, R., Thompson, T. Cocaine-reinforced behavior in rats: effects of reinforcement magnitude and fixed-ratio size. J Pharmacol Exp Ther. 161 (1), 122-129 (1968).
  56. Boren, J. J. Resistance to extinction as a function of the fixed ratio. J Exp Psychol. 61 (4), 304-308 (1961).
  57. Miller, W. R., et al. PPARγ agonism attenuates cocaine cue reactivity. Addict Biol. , (2016).
  58. Schmitz, J. M., et al. PPAR-gamma agonist pioglitazone modifies craving intensity and brain white matter integrity in patients with primary cocaine use disorder: a double-blind randomized controlled pilot trial. Addiction. , (2017).
  59. Kalivas, P. W., Peters, J., Knackstedt, L. Animal Models and Brain Circuits in Drug Addiction. Molecular Interventions. 6 (6), 339-344 (2006).
  60. Reichel, C. M., Bevins, R. A. Forced abstinence model of relapse to study pharmacological treatments of substance use disorder. Curr Drug Abuse Rev. 2 (2), 184-194 (2009).
  61. Ahmed, S. H., Koob, G. F. Transition from moderate to excessive drug intake: change in hedonic set point. Science. 282 (5387), 298-300 (1998).
  62. Gawin, F. H., Ellinwood, E. H. Cocaine and other stimulants. Actions, abuse, and treatment. N Engl J Med. 318 (18), 1173-1182 (1988).
  63. Bozarth, M. A., Wise, R. A. Toxicity associated with long-term intravenous heroin and cocaine self-administration in the rat. JAMA. 254 (1), 81-83 (1985).
  64. Liu, Y., Roberts, D. C. S., Morgan, D. Sensitization of the reinforcing effects of self-administered cocaine in rats: effects of dose and intravenous injection speed. European Journal of Neuroscience. 22 (1), 195-200 (2005).
  65. Jackson, L. R., Robinson, T. E., Becker, J. B. Sex differences and hormonal influences on acquisition of cocaine self-administration in rats. Neuropsychopharmacology. 31 (1), 129-138 (2006).
  66. Feltenstein, M. W., See, R. E. Plasma progesterone levels and cocaine-seeking in freely cycling female rats across the estrous cycle. Drug Alcohol Depend. 89 (2-3), 183-189 (2007).
  67. Kreek, M. J., Nielsen, D. A., Butelman, E. R., LaForge, K. S. Genetic influences on impulsivity, risk taking, stress responsivity and vulnerability to drug abuse and addiction. Nature Neuroscience. 8 (11), 1450-1457 (2005).
  68. Brenhouse, H. C., Andersen, S. L. Delayed extinction and stronger reinstatement of cocaine conditioned place preference in adolescent rats, compared to adults. Behav Neurosci. 122 (2), 460-465 (2008).
  69. Kmiotek, E. K., Baimel, C., Gill, K. J. Methods for intravenous self administration in a mouse model. J Vis Exp. (70), e3739(2012).
  70. Grimm, J. W., et al. Brief exposure to novel or enriched environments reduces sucrose cue-reactivity and consumption in rats after 1 or 30 days of forced abstinence from self-administration. PLoS One. 8 (1), e54164(2013).
  71. Grimm, J. W., Barnes, J., North, K., Collins, S., Weber, R. A general method for evaluating incubation of sucrose craving in rats. J Vis Exp. (57), e3335(2011).

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

Zelftoediening van coca nehefboomdrukonthoudingsperiodecatheterdoorlaatbaarheidvast ratio schemaoperante kamerinfusiepompterugvalrisico

Gerelateerde artikelen