Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Neuroscience

İlaç Takviye için yeni cihaz ve Yöntem

doi: 10.3791/1998 Published: August 20, 2010

Summary

Edimsel ilaç öz-yönetim ve klimalı yer tercihi (CPP) prosedürleri expansively, insanlarda ilaç güçlendirme, tüketimi ve bağımlılığının çeşitli bileşenleri modeline araştırma kullanılır. Bu raporda, ilaç takviye ve sıçanlarda bağımlılığı eğitimi için yeni bir yaklaşım olarak geleneksel CPP ve öz-yönetim yöntemleri kombine.

Abstract

Hayvan modelleri donatı uyuşturucu bağımlılığı altında yatan nörobiyolojik mekanizmaları anlamak için yararlı olduğu kanıtlanmış. Edimsel ilaç öz-yönetim ve klimalı yer tercihi (CPP) prosedürleri expansively insanlarda ilaç güçlendirme, tüketimi ve bağımlılığının çeşitli bileşenleri modeline hayvan araştırmalarında kullanılır. Bu çalışma için, geleneksel CPP ve öz-yönetim metodolojileri birleştirerek sıçanlarda ilaç takviye eğitim için yeni bir yaklaşım kullanıldı. Biz iki Med Ön edimsel odaları, duyusal uyaranlar ve Pleksiglas inşa nötr bölge kullanan bir aparat toplandı. Bu değişiklikler, deneyler, öz-yönetim ve uyuşturucu / işaret klima gücü CPP testi ile uyuşturucu ücretsiz değerlendirme yoluyla ilaç alımı motivasyon yönlerini kapsayacak şekilde izin verdi. Ya da dört (örneğin, "kısa vadeli") ya da sekiz deneyler sırasında, fareler kendi kendine uygulanan kokain (0.75 mg / kg / inj, iv) (örneğin, "uzun vadeli") bir alternatif-gün oturumları edimsel ortamı ayırt edici duyu ipuçları içeren (örneğin, koku alma ve görme). Alternatif gün, diğer edimsel ortamda (farklı cued), tuzlu self-infüzyon (0.1 ml, iv) kullanılabilir. Son self-administration/cue-pairing oturumu yirmi dört saat sonra, bir CPP testi yapıldı. CPP tipik bulgular ile uyumlu olarak, öz-yönetim ile ilişkili kokain odası için önemli bir tercih oldu. Buna ek olarak, hayvanların uzun vadeli bir deney, CPP büyüklüğü ve kokain takviyeli kolu yanıtların sayısı arasında anlamlı bir pozitif korelasyon geçiyor. Sonuç olarak, bu cihaz ve yaklaşım, zaman ve maliyet etkin uyuşturucu kullanımı ile ilgili konuların geniş bir yelpazede incelemek için kullanılabilir ve deneysel tasarım, tek başına CPP ya da öz-yönetim yöntemleri çok daha fazla esneklik sağlar.

Protocol

*= En önemli adımlardan

  1. İyi ele erkek Sprague-Dawley sıçan, gıda ödül (Bio-Serv Frenchtown, NJ 45 mg sakkaroz pelet) kola basın eğitilmiştir.
  2. * İntravenöz kateter paslanmaz çelik kanül (Plastik, VA) ve silastik tüp inşa edilmiştir. Sıçanlar ilaç öz-yönetim izin juguler kateterizasyon, cerrahi işlem uğrarlar. Bir gaz dağıtım sistemi (VetEquip, Inc, Pleasanton ile teslim ve izofluran (AErrane, Baxter Healthcare, Deerfield, IL% 2.5-4); Anestezi oksijen karışımı (Airgas Güneybatı, Corpus Christi, Teksas 0,8 l / dk) , CA). Ameliyattan sonra, kateter açıklığı günlük 0.1 ml% 0.9 salin, heparin ve Timentin (antibiyotik) çözümü ile kızarma tarafından korunur. Topikal antibiyotik, gentamisin, bir kafatası kap ve enfeksiyonu önlemek için göğüs kesi uygulanır. Tüm cerrahi işlemler steril hayvan ameliyatları için yönergeleri takip etti. Cerrahi kaynakları otoklava ve aletler, kimyasal bir çözüm ve sıcak boncuk sterilizatör sterilize edildi. İmplante kateterler hazırlanması sırasında metanol, su ve hava ile temizlendi ve ardından cerrahi gününde% 70 etanol çözeltisi ile yıkanan. Sıçanlar kafa tıraş cerrahi ve göğüs bölgesi için hazırlanan bir betadin çözüm uygulama izledi. Ameliyattan sonra, fareler hayvan koloni geri başlamadan önce birkaç saat süreyle takip edildi.
  3. Kokain Bu deneyde, hayvan ağırlıklara göre uygun doz konsantrasyonu, izotonik tuzlu su solüsyonu (% 0.9) içinde çözünmüş (NIDA İlaç Envanter ve Tedarik ve Kontrol Programı; RTI International Research Triangle Park, NC) kullanılır. Kokain çözümler sonra 0.2 um günlük kullanım öncesinde steril enjektör filtreleri ile filtre edildi.
  4. * Cihaz ev ve uyarı ışıkları ve photobeams 3 set (Med Associates, St Albans, VT) ile donatılmış iki adet tek kolu edimsel odaları (28 x 22 x 21 cm) inşa edilmiştir. Odalar inşa Pleksiglas sokak (21 x 25 x 25 cm) ile birlikte katıldı. Sokakta iki siyah beyaz çizgili duvarlar ve iki metal duvarları, açık bir pleksiglas üst, ve, beyaz bir Pleksiglas zemin oluşur. Iki edimsel odaları çıkarılabilir metal kafes dipleri çelik ızgara çubuk (4.8 mm) zeminler üzerinde kurulu var. Duyusal ipuçları, benzersiz ayırt ortamlar yaratmak için edimsel odaları içinde yerleştirilir. Ya beyaz ya da siyah renkli ön ve arka duvarları bağlı ve kafesin üstünden malzeme keçe görsel ipuçları oluşur. Koku alma ipuçları yağ bazlı kokular (gül veya tarçın) doyurarak çubuk odasının zemininin altında bulunan pamuk.
  5. Deneysel prosedür ilaç öz-yönetim oturumları (8 veya 16 gün) takip temel tercih testleri (2 gün) ile başlayan ve klimalı bir yer tercihi (CPP) testi (1 gün) ile biten, birden fazla gün içinde oluşur.
  6. * Temel tercihi ve CPP test prosedürleri sırasında, hayvanlar, hem de edimsel odalarına erişimi var. Cihazın üst kısmına monte edilmiş bir video kamera, her odası için farelerin giriş ve çıkış kayıtları. Odaların içinde Photobeams lokomotor aktivite bir göstergesi olarak kullanılan ışın kırılma algılar. Ilaç öz-yönetim oturumlarda, hayvanların kolu tepki ve lokomotor aktivite (örneğin, photobeam kırılma) Med-PC yazılımı (Med Associates, Inc ile donatılmış bir Med Pentium 100 MHz bilgisayar ile veri ise, tek bir edimsel odasına sınırlıdır St Albans, Vermont).
  7. Temel tercihi ölçümler iki gün üst üste toplanır. Başlamak için, sıçan, 20 dakikalık bir süre için her iki edimsel odalarına erişim merkezi sokakta yer almaktadır. Odanın yerleştirme hemen sonra, video kamera, Med-PC yazılım programı ve zamanlayıcı eş zamanlı olarak aktive edilir. Temel tercihi veri, video kayıtları viewings sırasında değerlendirilir.
  8. * İlaç öz-yönetim oturumları son temel test bir gün sonra başlar. Duyusal ipuçları (örneğin, beyaz veya siyah duvar kaplamaları ve gül veya tarçın kokuları) ve Pleksiglas merkezi sokak erişimi engellemek için bir panel hayvan önce odasına yerleştirilir. Monte ilaç şırınga boru hayvanın kateter giriş takılı iken oturumu başlatmak için, hayvan odanın içinde yerleştirilir. Edimsel odasının kapısını kapattıktan sonra, Med-PC programı ve zamanlayıcı kokain erişim başladı ve 1 saat süreyle kullanılabilir. Her kolu yanıt kokain 0.1 ml (0.75 mg / kg / inj) veya serum fizyolojik solüsyonu infüzyonu sonuçlanır. Öz-yönetim, her oturumun sonunda sıçan odasından kaldırılır ve ev kafes yerleştirilir, ilaç boru kesilir.
  9. Öz-yönetim, son seanstan sonra gün, hayvan, klimalı bir yer tercihi (CPP) testi yaptırmaları. (7) başlangıç ​​ölçümleri için açıklandığı gibi prosedür aynıdır.
  10. * Veri Değerlendirme: deneyci grubu atamaları için kör bir miktarını belirler.zaman hayvanların her bölmesi, 15 dakikalık bir süre (cihazın içinde yerleştirilmesinden sonra başından 5 dakika) için bölmeleri arasındaki giriş ve çıkışlar değerlendirmek için video kaset izleme geçirirler. Aynı prosedürü temel tercihi ve CPP test puanları belirlemek için kullanılır.
  11. * Veri Analizleri: bazal ölçümler ve post-Klima CPP puanları arasındaki farklar uyuşturucu klima etkilerini belirlemek için kullanılır. Fark puanları CPP testi (İlaç-eşleştirilmiş bölmesi saniye sayısı) sırasında ilaç eşleştirilmiş bölmesi harcanan zaman miktarı tuzlu eşleştirilmiş bölmesi harcanan süreyi çıkarılarak hesaplanan - (Tuzlu saniye sayısı ) bölmesi eşleştirilmiş. İstatistiksel analizler Temel Test oturumlara fark skor değişiklikleri, ilaç klima etkilerini belirlemek için yapılabilir.

CPP puanları da CPP Fark Skor Yüzdesi (%) olarak ifade edilebilir. Bu çalışmada, CPP Fark Puan% formülü kullanarak her edimsel odasında harcanan zamanın yüzde belirleyerek ilk hesaplandı: (İlaç Zaman (OR Tuzlu) Odası Her Odası / Toplam Zaman) * 100 =% Koşullu Yeri Tercihi (CPP). - (Tuzlu-eşleştirilmiş%) = CPP Fark Puan% (İlaç-eşleştirilmiş%): ​​fark puan yüzdesi formülü ile tespit edilmiştir.

Şekil 1
Şekil 1. Kokain Alma ve Koşullu Yeri Tercihi arasındaki ilişki Pearson Korelasyon analizleri Toplam Kokain-Güçlendirilmiş Kol Yanıtları ve CPP Fark Puan% arasında sekiz seans (örneğin, uzun vadeli bir grup için kendi kendine uygulanan kokain hayvanlar için önemli bir pozitif korelasyon belirlendi. p <0.05), ama kısa vadeli grup (örneğin, 4 kokain oturumları) hayvanlar için. Açık elmas Kokain Uzun vadeli (n = 9) ve dolu çevreler Kokain temsil Kısa vadeli (n = 8) grupları için tek tek veri noktalarını temsil eder. En uygun hatlar, uzun vadeli kesik ve kısa vadeli veri noktaları için katı.

Discussion

Edimsel intravenöz ilaç öz-yönetim ve yer Klima prosedürleri, uyuşturucu bağımlılığı ve bağımlılık 1 2 3 nörobiyolojik temelleri çalışmak için güvenilir ve geçerli bir model . Klinik öncesi uyuşturucu bağımlılığı araştırma Her iki yöntem de yaygın olarak kullanılan ve istismar edilen ilaçların 4 takviye özellikleri ölçmek mümkün . Ancak, her iki yöntem de eksiklikleri var, burada sunulan yeni cihaz ve yöntem 5 geliştirir.

Geleneksel CPP prosedürlerin büyük dezavantajı, ilaç uygulama olmayan şarta modu. Bu mod, ilaç alımı, öz-yönetim 6 7 8 9 10 11 farklı davranışsal ve nörokimyasal sonuçlar ve insan uyuşturucu alarak deneyimleri ile uyumlu değildir . Ayrıca, uyuşturucu kullanımı kontrol edilemeyen uyuşturucu bağımlılığı anahtarı varsayılan bir dönüm noktası; ilaç öz-yönetim prosedürleri aksine, CPP paradigmalar artan ilaç alımı tarafından yansıtılan olarak ilaç motivasyon ilerici değişiklikleri ölçmek mümkün. Ancak, ilaç öz-yönetim davranış olarak yorumlayıcı sınırlamalar vardır. Örneğin, yanıt oranları genellikle ödül değerini anlaması için kullanılır, ancak, ilacın motivasyon etkileri bağımsız olarak kendi kendine uygulanan ilaç, motorik etkileri doğrudan etkilemiş olabilir. Buna ek olarak, ilaç takviyeli yanıtları sayısı da ilaç infüzyonu ile ilişkili uyaranlara 12 varlığı ya da yokluğu tarafından etkilenmiş olabilir.

Kokain kolayca kendi kendine uygulanan sıçanlarda ve sağlam klimalı yer tercihleri ​​doz ve idaresi 2 13 14 yollarının çeşitli üretmek için bilinir. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar, daha önceki raporlarda ilaç takviye modelleri destekler. Buna ek olarak, kokain takviyeli kolu yanıtları ve CPP puanları arasında anlamlı bir pozitif ilişki Uzun değil, kısa vadeli Kokain grubu tespit edildi. Bu sonuçlar yerde klima ve öz-yönetim ödül izomorfik önlemler mutlaka olmadığını düşündürmektedir. Örneğin, CPP, kısa vadeli kokain maruz kaldıktan sonra genellikle ilk uyuşturucu kullanımı ile görülen akut takviye özellikleri yansıtır düşünülebilir. Öte yandan, klimalı takviye artan seviyeleri ile yazışmalarda daha fazla kokain deneyim, kokain alımı tırmanması sıçanlarda ilaç duyarlılığı ya da belirli popülasyonlarda gelişmiş ödüllendirici ilaç etkileri ilerici değişimler gösterebilir.

Bu özellikli bir yöntem, ilaçların olumlu takviye etkileri değerlendirmek ötesinde bir yararı da vardır. Örneğin, uyuşturucu caydırıcı etkileri ilk ilaç kullanımı sırasında genişletilmiş ilaca maruz kalma (örneğin, klimalı yer kaçınma, ya da CPA) ile ortaya çıkabilir mevcut ve bu tekniği kullanarak algılanabilir olacaktır. Ek kullanır kokain motive davranışları deneyim aracılı değişiklikleri değerlendirmek için ve ilaç yoksunluk ve / veya cued iade sırasında kalıcı ilaç klimalı etkilerini tespit etmek için kokain işaret ilişkisel öğrenme için en duyarlı alt popülasyonlar için ekran potansiyeli içerir. Sonuç olarak, bu cihaz ve yaklaşım, zaman ve maliyet etkin uyuşturucu kullanımı ile ilgili konuların geniş bir yelpazede incelemek için kullanılabilir ve deneysel tasarım, tek başına CPP ya da öz-yönetim yöntemleri çok daha fazla esneklik sağlar.

Disclosures

Bu makalede kullanılan aletler üreten Med Associate, bu makalenin video prodüksiyon sponsor oldu.

Acknowledgments

Biz, Muhammed Abdullah ve Allison Ahrens ile birlikte, Leah McAleer, Sinir Bilimleri Kongresi ve bu video üretimi için 2009 Society poster sunumu, bu deney ve ona yardım yapan, ona destek için teşekkür etmek istiyorum. Ayrıca bu deney için veri toplama ve analizler yardım için Rosie Maddox, Rachel Chavana ve Linda Ju için teşekkür ederiz. Bu proje, NIH / NIDA Hibe 3R01DA014640-05S1 (CLD), Büyükayı Merkezi için Alkol ve Madde Bağımlılığını Araştırma Jones Fellowship ve NIH / NIAA Eğitim Grant AA07471 (AAF) tarafından desteklenmiştir. Kokain HCl cömertçe NIDA Uyuşturucu Envanter ve Tedarik ve Kontrol Programı tarafından sağlanmıştır.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Sanchis-Segura, C., Spanagel, R. Behavioural assessment of drug reinforcement and addictive features in rodents: an overview. Addict Biol. 11, (1), 2-2 (2006).
  2. Tzschentke, T. M. Measuring reward with the conditioned place preference (CPP) paradigm: update of the last decade. Addict Biol. 12, (3-4), 227-227 (2007).
  3. Koob, G. F. Psychopharmacology: the fourth generation of progress. Bloom, K. D. Raven Press. New York. 759-759 (1995).
  4. Bardo, M. T., Bevins, R. A. Conditioned place preference: what does it add to our preclinical understanding of drug reward. Psychopharmacology (Berl). 153, (1), 31-31 (2000).
  5. Panlilio, L. V., Goldberg, S. R. Self-administration of drugs in animals and humans as a model and an investigative tool. Addiction. 102, (12), 1863-1863 (2007).
  6. Stefanski, R. Active versus passive cocaine administration: differences in the neuroadaptive changes in the brain dopaminergic system. Brain Res. 1157, 1-1 (2007).
  7. Miguens, M. Differential cocaine-induced modulation of glutamate and dopamine transporters after contingent and non-contingent administration. Neuropharmacology. 55, (5), 771-771 (2008).
  8. Palamarchouk, V., Smagin, G., Goeders, N. E. Self-administered and passive cocaine infusions produce different effects on corticosterone concentrations in the medial prefrontal cortex (MPC) of rats. Pharmacol Biochem Behav. 94, (1), 163-163 (2009).
  9. Ciano, P. D. i, Blaha, C. D., Phillips, A. G. Conditioned changes in dopamine oxidation currents in the nucleus accumbens of rats by stimuli paired with self-administration or yoked-administration of d-amphetamine. Eur J Neurosci. 10, (3), 1121-1121 (1998).
  10. 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), 913-913 (2009).
  11. Moolten, M., Kornetsky, C. Oral self-administration of ethanol and not experimenter-administered ethanol facilitates rewarding electrical brain stimulation. Alcohol. 7, (3), 221-221 (1990).
  12. Schindler, C. W., Panlilio, L. V., Goldberg, S. R. Second-order schedules of drug self-administration in animals. Psychopharmacology (Berl). 163, (3-4), 327-327 (2002).
  13. O'Dell, L. E., Khroyan, T. V., Neisewander, J. L. Dose-dependent characterization of the rewarding and stimulant properties of cocaine following intraperitoneal and intravenous administration in rats. Psychopharmacology (Berl). 123, (2), 144-144 (1996).
  14. Liu, Y., Roberts, D. C., Morgan, D. Sensitization of the reinforcing effects of self-administered cocaine in rats: effects of dose and intravenous injection speed. Eur J Neurosci. 22, (1), 195-195 (2005).
İlaç Takviye için yeni cihaz ve Yöntem
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter