Моделирование потребления алкоголя грызунами с использованием двухбутылкового питья в домашней клетке и микроструктурный анализ

Этот протокол описывает стандартную парадигму питья в домашней клетке с прерывистым доступом и двумя бутылками для моделирования добровольного потребления алкоголя у крыс. Кроме того, он содержит пошаговые инструкции по дополнению стандартного протокола системой обнаружения слизывания, которая позволяет проводить микроструктурный анализ поведения при употреблении алкоголя. Употребление алкоголя в домашней клетке с двумя бутылками на выбор является широко используемой доклинической парадигмой для изучения потребления алкоголя у грызунов.

Животным дают доступ к двум бутылкам для питья, одной с водой, а другой с этанолом. Его можно легко реализовать для измерения добровольного употребления алкоголя в предпочтениях без специального оборудования или анализа. Разрешение данных об употреблении алкоголя, полученных с помощью этого подхода, ограничено тем, как часто исследователь измеряет вес бутылки.

Следовательно, стандартный подход не в состоянии охватить модели употребления алкоголя, которые, как известно, влияют как на риск, так и на тяжесть расстройства, связанного со злоупотреблением алкоголем. Наш протокол направлен на удовлетворение потребности в повышении разрешения данных в доклинических моделях за счет дополнения стандартной парадигмы выбора двух флаконов недорогой системой самодельного ликометра. Исследователи смогут легко фиксировать различные показатели микроструктуры питья и получать точные оценки потребления этанола с высоким временным разрешением.

Этот протокол предоставляет исследователям гибкость в использовании либо стандартных бутылок, либо прибора, оснащенного ликемометром, для измерения уровня употребления алкоголя в зависимости от их экспериментальных потребностей. Важно отметить, что измерение микроструктуры питья позволяет исследователям исследовать индивидуальные различия в моделях употребления алкоголя и то, как модели употребления алкоголя изменяются в ответ на экспериментальное вмешательство. Для начала снимите крышки фильтров с клеток.

По понедельникам, средам и пятницам снимайте бутылки вторника, четверга и субботы с крышек клеток. Взвесьте и запишите первоначальный вес бутылок с этанолом и водой для дневной питьевой сессии. Чтобы начать сеанс, поместите бутылочки с понедельника, среды и пятницы на верхнюю часть клетки каждой крысы скотчем вверх, чтобы крыса не могла грызть этикетки бутылок.

По вторникам, четвергам и субботам убирайте бутылочки из-под понедельника, среды и пятницы из каждой клетки. Взвесьте каждую бутылку и запишите конечный вес для предыдущего сеанса питья. Затем измерьте массу тела каждой крысы.

Поместите бутылки с водой для вторника, четверга и субботы на верхнюю часть каждой клетки лентой вверх, чтобы крыса не могла грызть этикетки на бутылках. Чтобы начать сборку сенсорного блока А, закройте двухконтактный кабель гнездового разъема красной термоусадочной трубкой. Вставьте красный и черный концы кабеля в контакты 0 и 1 на плате датчика и припаяйте их на место.

Аналогичным образом припаяйте еще пять кабелей с ярко окрашенными термоусадочными трубками. Для сборки сенсорного блока А подключите сенсорную плату А к точке коммуникационного разрыва с помощью четырехконтактного кабеля. Затем подключите конечную точку к 3-вольтовой выходной сети переключателя уровней.

Поместите сенсорный блок А в напечатанный на 3D-принтере корпус и аккуратно закройте крышку. После создания сенсорных блоков B и C аналогичным образом, последовательно подключите все три сенсорных блока с помощью кабелей Ethernet для завершения настройки датчика. Чтобы настроить интерфейс микроконтроллера, установите модифицированный регистратор данных на микроконтроллер.

Затем установите модифицированный сенсорный экран на регистратор данных. Вставьте карту microSD и адаптер в регистратор данных. Подключите четырехконтактные соединительные провода и дополнительный провод заземления к микроконтроллеру.

Полностью собранный интерфейс микроконтроллера находится внутри напечатанного на 3D-принтере корпуса с четырехконтактными перемычками и заземляющим проводом, продетыми через отверстие в верхней части. Чтобы установить систему LIQ HDR в компоненты клетки, прикрепите ликометр и вырезанную лазером акриловую панель к верхней части клетки с помощью двух наборов винтов и гаек. Затем установите собранный блокиратор сипперов на верхнюю часть клетки с помощью набора винтов, убедившись, что оба блокиратора сиппера правильно совпадают с отверстиями сиппера.

Чтобы использовать систему LIQ HDR в виварии, установите каждый сенсорный блок на стеллаж вивария. Расположите и закрепите все соединительные кабели с гнездовой резьбой, чтобы предотвратить перекрытие или чрезмерное изгибание. Установите интерфейс микроконтроллера рядом с сенсорным блоком A и вставьте его разъем в переключатель уровня, подключенный к сенсорному блоку A. С помощью изоленты закрепите дополнительный провод заземления на металлической полке.

Надежно подсоедините все кабели гнездового разъема lickometer к подходящим кабелям гнездового разъема датчика. Подключите блок питания, чтобы включить интерфейс микроконтроллера. Чтобы начать процедуру выбора двух бутылок, оснащенных ликомметром, используйте потягиватель, чтобы закрыть отверстия для спилпера на всех клетках.

Перед записью выберите правильную экспериментальную сторону на главной странице графического интерфейса, соответствующую стороне с бутылкой этанола на этот день. После установки всех бутылок по понедельникам, средам и пятницам нажмите «Пуск» на главной странице, чтобы начать калибровку датчика. После завершения калибровки система отобразит совокупное количество облизываний для каждой бутылки на странице записи.

Поднимите все блокираторы над верхушками клеток, чтобы крысы могли получить доступ к ним. Аккуратно верните все крышки фильтров в клетки. Нажмите «Обновить» на экране, чтобы обновить счетчик лизунов.

По вторникам, четвергам и субботам нажмите «Сохранить выход», чтобы остановить запись и вернуться на главную страницу графического интерфейса. Чтобы извлечь SD-карту для передачи данных, нажмите «Извлечь SD». Вставьте SD-карту в компьютер. Затем сделайте копию файла данных CSV с датой сеанса записи на компьютер.

Чтобы подготовиться к следующему сеансу записи, снова вставьте SD-карту в интерфейс и нажмите «Подключить SD». Потребление этанола у крыс показало тенденцию к увеличению в течение первых дней доступа к двум бутылкам на выбор, за которым последовало плато. Многие крысы демонстрировали запойное потребление этанола вскоре после начала сеанса питья. Предпочтение этанола было значительно выше, чем предпочтение воды во время запойного употребления, но часто оставалось ниже 50% при измерении в течение 24 часов.

Совокупное количество облизываний, обнаруженных системой LIQ HDR, сильно коррелировало с изменением веса бутылок с этанолом и водой в течение 24 часов. Крысы потребляли больше этанола и воды во время темнового цикла по сравнению со светлым циклом, как показано в схемах питья, разделенных на 30-минутные интервалы. Запойное поведение было концентрировано в течение первых пяти минут сеанса употребления алкоголя, о чем свидетельствует анализ данных с более высоким разрешением.

Концентрация этанола в крови, принятая через 15 минут после начала сеанса, хорошо коррелировала с количеством обнаруженных лизунов, даже при низких уровнях потребления этанола. Микроструктурный анализ употребления алкоголя выявил одинаковое количество облизываний и облизываний между самцами и самками крыс, связанных с одинаковым уровнем потребления этанола.