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Neuroscience

약물 보강 소설 장치 및 방법

doi: 10.3791/1998 Published: August 20, 2010

Summary

Operant 약물 자기 관리 및 냉방 장소 환경 설정 (CPP) 절차는 expansively 인간의 마약 강화, 소비, 그리고 중독의 다양한 구성 요소를 모델로 연구에 사용됩니다. 이 보고서에서는, 우리는 쥐가에서 마약 강화 및 중독을 연구하는 새로운 접근 방식으로 기존의 CPP과 자기 관리 방법을 결합하여.

Abstract

강화의 동물 모델은 마약 중독을 기본 신경 생물학 메커니즘을 이해하는 데 유용한 것으로 입증했습니다. Operant 약물 자기 관리 및 냉방 장소 환경 설정 (CPP) 절차는 expansively 인간의 마약 강화, 소비, 그리고 중독의 다양한 구성 요소를 모델 동물 연구에 사용됩니다. 본 연구의 경우, 우리는 전통적인 CPP 및 자기 관리 방법을 결합하여 쥐에서 마약 강화를 공부하는 새로운 접근 방식을 사용. 우린 두 클럽메드 준회원 operant 회의소, 감각 자극, 그리고 플렉시 - 건설 중립 지대를 사용하여 기기를 조립. 이러한 수정은 우리의 실험은 자기 관리 및 CPP의 시험 약물 / 큐 컨디셔닝 강도의 약물이없는 평가를 통해 약물 섭취의 동기 부여 측면을 망라 수있었습니다. 중 사 (예를 들어, "단기") 또는 8 중 실험에서 쥐가 자기 관리 코카인 (0.75 MG / ㎏ / inj, IV) (예, "장기")에서 번갈아 일 세션 operant 환경 특유의 감각 신호를 (예, 후각 및 시각) 포함. 대체 일, 다른 (다르게 - 보이기) operant 환경 살린 자기 주입 (0.1 ML, IV)에 사용할 수있었습니다. 스물 네 시간 마지막 self-administration/cue-pairing 세션 후, CPP 시험 실시되었다. 전형적인 CPP 검시 결과와 일치, 코카인 자기 관리와 관련된 챔버에 대한 상당한 선호도가 발생했습니다. 또한, 동물의 장기적인 실험, CPP 진도 및 코카인 강화 레버 응답의 숫자 사이에 상당한 긍정적인 상관 관계를 받고. 결론적으로,이기구와 접근 방법, 시간과 비용을 효과적으로 약물 남용과 관련된 주제의 다양한 배열을 검사하는 데 사용될 수 있으며, 혼자 CPP 또는 자기 관리 방법보다 실험 설계에 더 많은 유연성을 제공합니다.

Protocol

*= 가장 중요한 단계

  1. 잘된 남성 스프 라그 - 돌리 쥐는 음식 보상 (; 바이오 - 서브, 프렌치, NJ 45 MG의 자당 알약)와 레버를 누르도록 훈련받습니다.
  2. * 정맥 카테터는 스테인리스 스틸 정맥 (프라스틱 원, VA)와 Silastic 튜브 밖으로 구성되어 있습니다. 쥐 마약 자기 관리를 허용하도록 경정맥 catheterization 수술을 받다. 가스 전달 시스템 (VetEquip, Inc의 플레즌턴를 통해 전달하며, isoflurane (AErrane, 백스터 의료, 디어 필드, IL 2.5-4 %), 마취는 산소의 혼합물 (Airgas 사우스 웨스트, 코퍼스 크리스티, TX 0.8 L / 분)로 구성되어 , CA). 수술 후 카테 테르 명백는 매일 0.9 %의 염분, 헤파린 및 Timentin (항생제) 솔루션의 0.1 ML로 플러싱에 의해 유지됩니다. Gentamicin, 국소 항생제는 두개골 모자 감염을 방지하기 위해 가슴 절개에 적용됩니다. 모든 수술 절차는 무균 동물의 수술에 대한 지침을 따랐다. 수술 용품이 autoclaved되었으며 악기는 화학 솔루션과 뜨거운 구슬 살균기에서 살균되었다. 이식 카테터는 준비 중에 메탄올, 물, 공기 플러시하고 수술 당일에 70 % 에탄올 용액에 목욕을했다. 쥐는 머리를 면도기로 수술을 준비하고 가슴 지역은 betadine 솔루션의 응용 프로그램을 따라했다. 수술 후, 쥐가는 동물의 식민지로 돌아 시작하기 전에 몇 시간 동안 감시했다.
  3. 코카인이 (니다 드럭 재고 및 공급 및 제어 프로그램, RTI 인​​터내셔널, 리서치 트라이앵글 파크, NC)이 실험 동물의 중량에 따라 적절한 선량 농도에서 isotonic 생리 식염수 (0.9 %)에 해산되었다 사용됩니다. 코카인 솔루션은 다음 사전에 매일 사용하는 0.2 음 멸균 주사기 필터를 통해 필터링되었습니다.
  4. *기구 하우스와 자극 빛과 photobeams 3 세트 (메디컬 어소, 세인트 알반스, VT)가 장착된 2 개의 싱글 - 레버 operant 챔버 (28 X 22 X 21cm) 밖으로 구성되어 있습니다. 챔버 스는 구축 플렉시 골목 (21 X 25 X 25cm)에 의해 함께 가입됩니다. 골목 흰색 줄무늬 두 개의 검은색 벽과 두 금속 벽, 맑은 플렉시 톱, 그리고 흰색 플렉시 플로어로 구성되어 있습니다. 두 operant 챔버 스는 강철 격자로드 (4.8 ㎜) 바닥 이동식 금속 케이지 보틈스 이상 설치되어 있습니다. 감각 신호는 독특한 구별 환경을 만들 수있는 operant 챔버 내에 배치됩니다. 흰색 또는 검은색 중 하나가 앞면과 뒷면 벽에 붙어 케이지 상단을 통해 물질을 느꼈다의 영상 신호가 구성됩니다. 후각 신호는 석유 기반의 향기 (장미 또는 계피) 포화 챔버의 막대 바닥 아래에있는 목화 공을 있습니다.
  5. 실험 절차는 약물 자체 관리 세션 (8 또는 16 일) 뒤에 기본 환경 시험 (2 일), 시작 및 시설 장소 환경 설정 (CPP) 테스트 (1 일)로 끝나는 여러 일 동안 발생합니다.
  6. * 기본 환경 설정 및 CPP 시험 절차 도중, 동물 모두 operant 방으로에 액세스할 수 있습니다. 장치 위에 장착된 비디오 카메라는 각 챔버에 대한 쥐 '입구와 출구를 기록합니다. 챔버 내에 Photobeams이 운전하는 활동의 인덱스로 사용되는 빔 breakages를 감지합니다. 레버 응답 및 운동력이있는 사람의 활동 (예 : photobeam의 breakages) 데이터 메드 - PC 소프트웨어 (메디컬 어소 주식을 갖춘 메디컬 펜티엄 100 MHz 이상의 컴퓨터와 기록하는 동안 약물 자기 관리 세션 동안 동물, 단일 operant 회의소로 제한됩니다 세인트 알반스, 버몬트).
  7. 베이스 라인 환경 측정은 연속 2 일에서 수집하고 있습니다. 시작하려면, 쥐는 20 분 동안 두 operant 방으로에 액세스할 수있는 중앙 골목에 위치합니다. 즉시 챔버에 배치 후, 비디오 카메라, 메드 - PC 소프트웨어 프로그램과 타이머가 동시에 활성화됩니다. 기본 환경 설정 데이터는 비디오 레코딩 viewings 중에 평가됩니다.
  8. * 의약품 자기 관리 세션은 마지막 기준 시험 후 하루를 시작. 감각 신호 (예 : 흰색 또는 검은색 벽 coverings과 장미 또는 계피 향기)와 플렉시 센터 앨리에 대한 액세스를 차단하는 패널은 동물 전에 챔버에 배치됩니다. 탑재된 마약 주사기에서 튜브가 동물의 카테 테르 후미에 연결된 상태에서 세션을 시작하려면, 동물은 챔버 내에 배치됩니다. operant 챔버 도어를 닫은 후 클럽메드 - PC 프로그램과 타이머가 시작과 코카인 사용은 1 시간 동안 사용할 수 있습니다. 0.1 코카인 ML (0.75 MG / ㎏ / inj) 또는 생리 식염수의 주입의 각 레버 응답 결과. 각각의 자기 관리 세션의 끝에 쥐가 챔버에서 제거하고 홈 케이지에 배치, 마약 튜브의 연결이 끊어집니다.
  9. 마지막으로 자기 관리 세션 후 하루, 동물 시설 장소 환경 설정 (CPP) 검사를 받고있다. (7 참조) 기본 측정 설명된 절차는 동일합니다.
  10. * 데이터 평가 : 그룹 과제에 눈이 실험자의 금액을 결정시간이 동물은 15 분 기간 (장치 내에 배치 후 시작 5 분)에 대한 구획 사이의 입구와 출구를 평가하기 위해 비디오 테이프를보고 각 구획에 보냅니다. 동일한 절차는 기본 환경 설정 및 CPP 시험 점수를 결정하는 데 사용됩니다.
  11. * 데이터 분석 : 기본 측정 및 사후 컨디셔닝 CPP 점수 차이가 약물 조절 효과를 결정하는 데 사용됩니다. 차이 점수는 CPP 시험 (마약 이점 구획 초 수) 동안 약물 이점 구획에 소비하는 시간의 호수 - 이점 구획에서 보낸 시간을 빼서 계산 아르 - (살린 초 수 ) 구획 - 이점. 베이스 라인에서 테스트 세션 차이 점수의 변화에​​ 대한 통계 분석은 약물 컨디셔닝 효과를 확인하기 위해 수행할 수 있습니다.

CPP 점수는 CPP 차이점 평가 점수 비율 (%)로 표현할 수있다. 현재 연구에서는 CPP의 차이점 점수 %는 공식을 사용하여 각 operant 챔버에서 보낸 시간의 비율을 결정하여 첫번째 계산 : (의약품 시간 (또는 살린) 상공 회의소 / 각 상공 회의소의 총 시간) * 100 = % 냉방 플레이스 환경 설정 (CPP). - (살린 - 이점 %) = CPP 차이점 점수 % (약물의 이점 %) 차이 점수 비율은 공식에 의해 결정되었다.

그림 1
그림 1. 코카인 인테이크와 에어컨 플레이스 환경 간의 관계 피어슨 상관 분석 여덟명 세션 (예, 장기적인 그룹에 대한 자기 관리 코카인 있었 동물에 대한 총 코카인 강화 레버 응답 및 CPP 차이점 점수 % 사이에 상당한 긍정적인 상관 관계를 결정;. P <0.05)가 아니라 단기 그룹 (예, 4 코카인 세션)의 동물. 오픈 다이아몬드는 코카인 장기 (n은 = 9) 및 가득 원이 코카인을 대표 단기 (N = 8) 그룹에 대한 개별 데이터 포인트를 나타냅니다. 베스트 맞게 라인은 장기를 위해 점선, 그리고 단기 데이터 포인트에 대해 고체 있습니다.

Discussion

Operant 정맥 주사 약물 자체 관리 및 장소 에어컨 절차는 약물 의존성 및 중독 1 2 3 신경 생물학 기초를 공부를위한 안정적이고 유효한 모델입니다. 두 가지 방법이 널리 사전 임상 약물 남용 연구에 사용하고 학대 약품 4의 강화 특성을 측정할 수 있습니다. 그러나 두 방법은 여기에 제시 새로운 장치 및 방법 5시 향상 단점이 있습니다.

전통 CPP 절차 중 하나는 큰 단점은 약물 관리의 비 파견 모드입니다. 약물 섭취의이 모드는 자기 관리 6 7 8 9 10 11 이상의 서로 다른 행동과 neurochemical 결과를 가지고 있으며, 인간의 약물 복용 경험과 일치하지 않습니다. 레크 리에이션 마약 사용의 통제 약물 중독과 스위치에 putative 전환점, 또한, 약물 자체 행정 절차와는 달리, CPP 패러다임이 증가 약물 섭취에 의해 반사와 같은 약물 동기에 진보적인 변화를 측정할 수 없습니다. 그러나, 약물 자기 관리 행동뿐만 아니라 해석 제한 사항이 있습니다. 예를 들어, 응답 속도는 종종 보상 값을 추론하는 데 사용됩니다하지만, 직접 약물의 동기 부여 효과의 독립적인 자기 관리 약물의 motoric 효과에 의해 크게 영향을받습니다. 또한, 약물 강화 응답의 숫자도 약물 주입 - 관련 자극 12 존재 또는 부재에 의해 영향을받을 수 있습니다.

콜라는 쉽게 자기 관리 쥐가하고 복용 및 관리 2 13 14의 노선 다양한에서 강력한 냉방 장소 환경 설정을 생산하는 것으로 알려져 있습니다. 현재 연구에서 결과는 약물의 강화 모델의 이전 보고서를 지원합니다. 또한, 코카인 강화 레버 응답과 CPP 점수 사이에 상당한 긍정적인 관계는 장수를,가 아니라 단기 코카인 그룹에서 산출된 것입니다. 이러한 결과는 적절한 컨디셔닝 및 자기 관리가 보상의 isomorphic 조치를 반드시하지 않는 것이 좋습니다. 예를 들어, 그것은 CPP는 단기 코카인 노출 후 일반적으로 초기 레크 리에이션 마약 사용과 함께 볼 수 급성 강화 속성을 반영 상상할 수있다. 한편, 시설 보강의 증가 수준 통신에 더 많은 마약 경험, 코카인 흡입 상승과 쥐에서 마약 감도 또는 특정 집단의 향상된 보람있는 약물 효과의 진보적인 변화를 나타낼 수 있습니다.

이 추천 방법은 약물의 긍정적인 강화 효과를 평가 이외 유틸리티가 있습니다. 예를 들어, 약물의 aversive 효과는 초기 약물을 사용하는 동안 연장 약물 노출 (예 : 시설 장소 aversions 또는 CPA)로 등장할 수를 제시하고이 기​​술을 사용하여 감지 될 수 없습니다. 추가 사용은 코카인 - 동기를 행동의 경험 - 중재 변경 사항을 평가하고, 약물 금욕 및 / 또는 보이기 복직 동안 지속적인 약물 냉방 효과를 감지하는 코카인 - 큐 연관 학습에 가장 민감한 subpopulations을위한 화면 가능성을 꼽을 수 있습니다. 결론적으로,이기구와 접근 방법, 시간과 비용을 효과적으로 약물 남용과 관련된 주제의 다양한 배열을 검사하는 데 사용될 수 있으며, 혼자 CPP 또는 자기 관리 방법보다 실험 설계에 더 많은 유연성을 제공합니다.

Disclosures

이 문서의 비디오 제작이 문서에 사용된 악기를 생산 클럽메드 연결에 의해 후원되었다.

Acknowledgments

우리는 모하메드 Abdalla와 앨리슨 아렌스와 함께 신경 과학 회의 및 본 동영상 제작을위한 2009 학회에서 포스터 프레 젠 테이션에서이 실험 그녀의 도움을 수행 그녀의 지원 리아 맥앨이어 감사하고 싶습니다. 또한 본 실험에 대한 데이터 수집 및 분석에서 지원 로지 매독, 레이첼 Chavana, 그리고 린다 주 감사드립니다. 이 프로젝트는 NIH /니다 그랜트 3R01DA014640 - 05S1 (CLD), 알코올에 대한 웨고너 센터 및 중독 연구 존스 원정대와 NIH / NIAA 교육 그랜트 AA07471 (AAF)에 의해 지원되었다. 코카인 HCL은 넉넉한니다 드럭 재고 및 공급 및 제어 프로그램에 의해 제공되었다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Operant Conditioning Behavior (Drug Self-administration) Test Package for Rat Med Associates, Inc. MED-008-CT-B1
Infrared Source and Detector (Photobeams) Med Associates, Inc. ENV-253SD ENV-253
Med PC Software Med Associates, Inc. SOF-735
Single speed syringe pump Razel Scientific Instruments Model R-E
45 mg sucrose pellets Bio-Serv F0042
Catheter cannula Plastics One C313G-5UP
Cocaine RTI International

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References

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Feduccia, A. A., Duvauchelle, C. L. Novel Apparatus and Method for Drug Reinforcement. J. Vis. Exp. (42), e1998, doi:10.3791/1998 (2010).More

Feduccia, A. A., Duvauchelle, C. L. Novel Apparatus and Method for Drug Reinforcement. J. Vis. Exp. (42), e1998, doi:10.3791/1998 (2010).

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