마우스 모델에서 정맥 주사 자기 관리를위한 방법

Summary

정맥자가 관리 (IVSA) 패러다임은 동물의 학대 약물의 강화 속성을 검사의 황금 표준으로 간주됩니다. 이 원고는 신뢰할 수있는 IVSA 데이터를 얻기 위해 필요한 실험 절차와 수술 기법을 설명합니다. 특히, 세심한 카테 테르 주입 및 유지 관리가 강조 표시됩니다.

Abstract

동물 모델은 정맥자가 관리 (IVSA) 패러다임을 포함한 약물의 강화 효과를 연구하기 위해 개발되었습니다. 이러한 코카인과 같은 학대 약물의 강화 속성을 공부하고 IVSA 패러다임을 사용의 장점은 약이 아니라 자기 관리 실험이 - 관리, 강화의 일정이 변경 될 수 있다는 사실, 그리고 수량의 정확한 측정을 포함 약물뿐만 아니라 소비 타이밍 및 IV 주사의 패턴을 얻을 수 있습니다. 또한, 행정의 정맥 주사 경로는 첫번째 패스 신진 대사 나 맛에 관련된 잠재적 인 confounds을 방지하고, 혈액과 뇌 마약 수준의 급속한 증가를 생산하고 있습니다. 이 동영상에서 설명한 바와 같이, 정맥 주사 자기 관리는 세정 및 유지 보수 수술과 세심한 매일 카테 테르시주의 카테 테르 배치에 따라 이전에 음식을 제한 또는 이전 약물 교육을하지 않고 얻을 수 있습니다. 여기에 설명 실험 절차종이는 동물 주택의 설명과 acclimation 방법, 가당 우유 솔루션을 사용 operant 교육, 카테 테르를 주입 수술 등이 있습니다.

Protocol

1. 동물 주택과 새 환경 순응 절차

1. 남성과 여성의 CD-1 마우스는 물 병 및 식품을 수용 할 와이어 그리드 뚜껑이있는 베타 칩 침구와 nestlet 패드를 포함하는 표준 플라스틱 케이지에서 동성 littermates, 케이지 당 최대 5 동물과 함께 자리 잡고 있습니다. 표준 마우스 수유와 물은 실험을하는 동안 홈 케이지에서 사용할 수있는 광고 libitum 있습니다.
2. 마우스는 역 빛 어두운 일정 (22시부터 ​​10시까지에 불이)에 유지됩니다.
3. 마우스는 실험 절차의 시작하기 전에 1 주일 동안 IVSA 테스트 실에 순응 할 수 있습니다.

2. Operant 교육

1. 가당 우유 교육 및 정맥 주사 약물 자기 관리 세션을 포함한 모든 행동 절차는 2 초에 민감한 마우스 레버, 디퍼 컵, 자극 조명 및 마이크로 리터 주사기 펌프 (메드 Associ을 갖춘 15.9 X 14 X 12.7 cm를 측정 operant 방을 사용하여 수행됩니다ates 주식회사, 세인트 알 반스 (St. Albans), VT, USA). 챔버스는 강화의 일정을 프로그램과 데이터를 수집 메드 Associates의 스마트 CR 인터페이스와 메드-PC 소프트웨어를 사용하여 컴퓨터에 연결할 수 있습니다.
2. 순진한 마우스는 operant 방에게 길들여과 디퍼 컵에 표시 가당 우유 보상을 (0.1 ML)를 사용하여 레버를 언론에 훈련되어 있습니다. Operant 우유 훈련 5-7일에 대한 1 시간의 세션에 진행됩니다. 활성 레버에 고정 비율 (FR) 일정 완료는 디퍼 컵과 자극 빛의 조명의 프리젠 테이션에되었습니다. 가당 우유 솔루션은 전체 우유 (3.25 % 지방 콘텐츠)에 추가 자당 (10 MG / ML, ACS 시약, 시그마 - 알드리치 주식회사 세인트 - 루이스 MO, USA)로 구성. 가당 우유 솔루션 또는 액체 식품 reinforcer과 Operant 교육 operant 쥐의 ^1,2에서 응답을 촉진하기 위하여 일반적으로 사용된다.

3. 수술하는 동안 사용되는 장비의 준비

Required 장비 - 20, 23, 26 게이지 바늘, 연삭기, 1 참조 용 주사기, tygon 관, 납땜 인두, 헤파린, 항생제와 진통제.

1. 20 게이지 바늘을 면도기로 경정맥 정맥에 카테터의 삽입을 안내 할 수있는 바늘을 준비합니다. 바늘의 샤프트는 정맥에 카테터 관을지도 할 수있는 바늘 내에서 채널을 형성하기 위해 그라인더를 사용하여 아래 면도 있습니다. 바늘 채널은 신중하게 증착되었을 수있는 금속 파편에 대해 확인해야합니다. 채널에 모든 장애물은 고급 스쳐 집게를 사용하여 아웃 스크랩해야합니다.
2. 세정과 카테터를 확인에 사용하는 방법은 두 1 참조 용 주사기를 적합하게 변경합니다. Tygon 튜빙의 12cm의 조각을 복용하고 1 참조 주사기에 부착 26 게이지 바늘 한 끝에 첨부, 23 게이지 바늘을 통해 튜브의 다른 끝을 스트레칭하여 두 주사기를 준비합니다. 한 주사기는 heparinized ticarcillin 솔루션 (ticarcillin의 33 밀리그램과 0.9 % 멸균 생리 및 기타로 가득해야합니다과 멸균 생리의 10 ML 당 헤파린의 0.3 MG).
3. 카테 테르 캐뉼라 모자를 준비합니다. Tygon 튜빙은 23 게이지 바늘을 통해 늘어, 그리고 베벨에서 1cm를 잘라 있습니다. 두꺼운 도장을 만들 수있는 튜브의 열린 끝을 녹여. 튜브는 전체 캐뉼라 캡은 캐뉼라의 끝으로 석판 봉인 엔드 피팅과 함께 카테 테르 삽입 관을 통해 맞게 충분히 될 수 있도록 녹해야합니다. 캡이 너무 긴 경우는 나사에 카테 테르 덮개를 부착하는 과정 동안 구부리 이후 관통 될 위험이 있다는됩니다. 따라서 카테 테르 캡을 조심 준비는 캐뉼라에 적합한를 제공하기 위해 권장합니다.
4. 필요한 솔루션을 준비합니다. 모든 시약은 시그마 - 알드리치 주식회사 (ST-루이스 MO, USA)에서 구입하고 있습니다.
   1. 카테 테르 내리는위한 Heparinized Ticarcillin 솔루션 - 0.33 g Ticarcillin (나트륨 소금)과 멸균 생리의 10 ML의 헤파린의 0.003 g을 디졸브. 솔루션의 0.03 ML은 thr 플러싱된다매일 ough 카테터. 항생제 솔루션은 개발의 피와 감염을 방지하기 위해 관리합니다.
   2. 피하 주사에 대한 Amikicin (항생제) - 하나의 피하 주입은 10 MG / 수술 감염을 방지하기 위해 kg의 복용량에서 수술 후 제공됩니다.
   3. 피하 주사에 대한 케토 프로 펜 (진통제) - 하나의 피하 주입은 5 밀리그램 / 모든 수술 통증을 관리 할 수​​ kg의 복용량에서 수술 후 제공됩니다.

4. 카테 테르 주입 수술

필수 장비 및 시약 : Isoflurane, 멸균 생리, 알코올 (70 %), 1, 3 참조의 주사기는 멸균 생리, 1 참조 적응 주사기 섹션 위의 3, 마우스 카테터 (CamCaths, 케임브리지 셔, 영국에서 준비 항생제와 진통제 솔루션으로 가득 ), 카테 테르 커버 (HRS 과학, 몬트리올, 퀘벡에서 크리스탈 캡), 눈 윤활유, (이 정맥을 향상 할 수 4cm 플라스틱 막대플라스틱 Q-팁), polysporin, 멸균 면봉과 거즈, 곡선과 직선 포셉, 동맥 클램프, 고급 가위에서 구성 할 수 있습니다.

1. 표준 무균 기술에게 수술 벤치, 수술기구, 그리고 카테터를 사용하여이 수술 전에 소독하고 있습니다. 적절한 살균 기술은 CamCaths에서 구입 한 수술기구 및 카테터에 대한 autoclaving 증기가 포함되어 있습니다. 유리 구슬 살균도 수술기구의 도움말을 사용할 수 있습니다. 에틸렌 산화물 살균은 위험 용융이 더 섬세한 카테터 나 자료를 고용 할 수 있습니다. 쥐 외과 무균 기술의보다 상세한 설명은 첨부 된 참고 문헌 ^1,2에서 찾을 수 있습니다. 벤치의 설정, 악기 및 유지 보수 마취에 대한 코 콘은 사진에 도시된다.
2. 마우스는 isoflurane 가스 anaesthetized 있으며, 소기 시스템에서 호흡 관을 사용하여 마취하에 유지. 눈 윤활유 (눈물 Naturale PM)이 절차를 수행하는 동안 밖으로 건조에서 그들을 방지하기 위해 양쪽 눈에 적용됩니다. 적절한 수술 여백은 동물의 뒷면에와 목 주위 면도 있습니다. 어떤 절개가 만들어 전에, 수술 필드는 무균 커튼을 사용하여 제한됩니다.
3. 심장의 우심방으로 삽입 카테터를 준비하기 위해 초과 카테 테르 관은 카테 테르의 전구에서 1.2 cm를 잘라 있습니다. 이 성인 CD-1 마우스, 시대의 약 8 주, 20~25g의 체중에 설립 최적의 길이입니다. 카테 테르 관의 길이는 마우스의 변형, 크기, 연령에 따라 (시행 착오로) 약간 조정해야 할 수 있습니다. 삽입하기 전에, 멸균 생리가 포함 된 주사기 (섹션 3.2)은 카테 테르 삽입 관에 부착되며, 카테터가 플러시 있으며, 누출을 확인 했어요. 유지이 주사기는 수술을 통해 카테터에 부착. 그것은 카테터를 플러시하고, 단계 4.7에서 혈액을 거두지하는 데 사용됩니다.
4. 2cm 길이 midscapular 절개는 뒷면에 중간을 시작하고 카테터의 기본을 수용하기 위해 단지 목 아래 끝했고, 70 % 알코올로 소독을하고 있습니다 따라. 결합 조직은 피부 아래에있는 카테 테르베이스를위한 공간을 만들기 위해 집게와 떨어져 강제해야합니다.
5. 지역이 70 %의 알코올을 채취 한 후 2cm 대각선 절개가 동물 턱에 이상 갈 오른쪽 쇄골로 만들어 - 두 번째 얕은 1, 그 뒷면에 동물을 배치. 경정맥 정맥은 목의 피부 아래에 피상적으로 발견 될 것입니다. 카테터의 삽입을위한 준비에서 카테터의 기지에서 튜브는 뒷면에 절개를 통해 당겨 될 때와 오른쪽 어깨 위에 피부 아래에있는 튜브를 전달하여 가까운 경정맥 정맥에 가져 왔어. 카테 테르 관의 끝그리고 동맥 클램프에 부착하고 자리에 유지하기 위해 동물의 옆에 위치.
6. 오른쪽 경정맥 정맥은 부드럽게 동물의 목에 절개의 표면 결합과 지방 조직을 멀리 이동하여 자리 잡고 있습니다. 정맥 주변의 결합 조직은 곡선 포셉을 사용하여 분해되고 정맥은 다음 멸균 플라스틱 막대를 사용하여 올라간다. 루스 오픈 봉합 매듭은 정맥의 각 끝에 주위에 만들어집니다 및 카테 테르 관은 맨 매듭을 통해 스레드와 오른쪽 어깨 위에 unclamped 휴식을 할 수있는 봉합 나사를 통해 고정되어 있습니다.
7. 이전 삽입에, 젖은 마찰을 줄이기 위해 멸균 식염수에 20 게이지 삽입 바늘과 정맥 모두. 바늘은 정맥에 평행 개최하고, 고가 정맥 (참고 : 바늘 끝의 약 0.5 cm의 정맥을 입력 할 필요가)의 하단에 부드럽게 삽입됩니다. 포셉 사용하여 정맥에 바늘의 축 아래 카테 테르 튜브를 끼 웁니다. 저항은 관의 내가 아닌 것결합 조직 내의 아니라 정맥 내 s입니다. 누수가 없는지 확인하기 위해 정맥을 통해 생리의 0.03 CC를 밀어 넣습니다. 누출 정맥이 관통 또는 카테 테르 관 게재 위치를 조정이 필요하다고 할 수 있습니다 나타냅니다 것이다.
   참고 : 튜브가 정맥 내에 있는지 확인하려면 첨부 된 생리 주사기를 사용하여 혈액을 작성하려고합니다. 피가 즉시 도출 할 수없는 경우, 정맥 또는 심장 벽은 카테 테르 팁을 occluding 할 수 있습니다, 또는 정맥이 관통되지 않은, 튜브를 조정하고 다시 시도하십시오. 혈액이 여전히 책정 할 수없는 경우 니들 reinsertion이 필요할 수 있습니다.
   
8. 장소에 카테 테르를 확보하기 위해 삽입 지점에 카테 테르 전구를 끌어 올리면서 바늘을 제거합니다. 아래 매듭을 묶게 한 후 전구 위의 두 번째 매듭 권리를 매는하기 전에 줄에 대한 카테 테르에 찬 물을 당긴다. 혈액 책정 할 수 있는지 확인하고 필요에 약간의 경우 매듭을 풀어 다시 테스트합니다. 피부와 봉합 아래의 카테 테르 관을 넣어동물의 목 주위의 복부 절개. 멸균면 팁 작은 주걱, 또는 바람직 폐쇄 절개에 일부 진통제를 포함하는 다른 항생제 연고를 사용하여 빠른 치유 Polysporin 적용됩니다.
9. 그 복부에있는 동물로 준비된 절개 이내에 다시의 피부 아래에있는 카테 테르 기지를 배치합니다. 초과 튜브는 최소한 고정하고 잘 씹어하고 피어싱 동물의 확률을 최소화하기 위해 카테터 기반에서 숨겨되어 있는지 확인합니다. 카테 테르베이스의 양쪽에 절개를 봉합하고, 멸균면 팁 작은 주걱을 사용하여 Polysporin 치유 빨리를 적용 할 수 있습니다.
10. 여기에 부착 튜브 (섹션 3.2)로 주사기를 사용하여 heparinized ticarcillin 솔루션의 0.03 참조로 카테터를 플러시. 흰색 카테 테르 커버에있는 플라스틱 캐뉼라 캡 및 나사와 캐뉼라 캡. 캐뉼라가 덮인되기 전에 수술에서 신선한 일부 마우스에서는 피가 카테 테르를 밖으로 누출 수 있습니다. 그것은 다시 플러시 동물과 rapidl하는 것이 중요합니다피가 나오지 할 수있는 기회를 가지고 전에 y는 캐뉼라 캡을 교체하십시오. 동물 카테 테르의 명백을 유지하기 위해 매일 플러시해야합니다.
11. 70 %의 에탄올과 동물 다시 다리 사이에 주입 영역을 지우고 후, 피하 한쪽에 5 밀리그램 / kg의 복용량에서 진통제 케토 프로 펜을 삽입하고, 다른 편에 10 밀리그램 / kg의 복용량에서 항생제 amikicin.
12. 마취가 중단되면 동물 5~7일에게 음식과 물을 쉽게 액세스 할 수있는 깨끗한 새장에 복구 할 수 있습니다. 마우스는 수술 저체온증을 방지하기 위해 하루 아침에 온수 캐비닛에 배치해야합니다.

5. 행동 테스트 - 자기 관리 정맥 주사

1. 행동 테스트 카테터 이전은 0.9 % 멸균 식염수에 플러시됩니다. 마우스는 곳입니다D operant 챔버 및 주입 라인과 주입 펌프에 연결되어 있습니다. 활성 레버 프레스는 자극 빛의 조명과 결합 3.2 초 18 μl 약물 주입하는 결과를 가져올 수도 있습니다. 각 레버 프레스는 자극 빛을 유지하는 동안 기간에서 8 초 시간을합니다.
2. operant 세션 후, 쥐 카테터는 자신의 홈 케이지에 반환되기 전에 heparinized ticarcillin 솔루션으로 플러시됩니다.
3. 마우스는 각 복용량에서 3 연속 2 시간 세션에 대한 자체 관리 할 수​​ 있습니다. 다음 섹션과 같이 복용은 각 마우스에 대한 무작위 순서로 제시했다.
4. 카테 테르의 명백은 생리와 항생제 솔루션을 모두 카테터를 통해 플러시 할 수 있도록하여 매일 평가된다. 첨부 된 인용 발명 ^5에 설명 된대로 또한, midazolam / 케타민 시험은 실시 할 수 있습니다. 간단한에서, 0.02-0.03 ML 케타민 (15 MG / ML)의 주입의 5 초에서 부동과 같은 마취의 흔적,또는 midazolam (0.75 MG / ML) midazolam은 특허 카테 테르 ^(5)의 증거이다.

Representative Results

그림 1. 정맥 주사 약물 자기 관리를 위해 응답의 패턴은 고용 약물, 복용 범위 및 마우스 변형에 따라 달라질 수 있습니다. 제시 그림은 비디오에서 설명하는 절차를 사용하여 성공적인 catherization 수술 후 코카인 자기 관리 데이터를 보여줍니다. 그림은 코카인 시달렸다는 강화의 FR1 일정에 따라 무작위 순서로 제시 4 코카인 복용의 범위에 걸쳐 (MG / kg의 체중) 취득과 의미 (± SEM) 코카인 소비 (± SEM) 의미를 보여줍니다. 자리표 : 주입 당 자체 관리 약의 복용. 왼쪽 종좌표 : 혼합제의 총 수는 2 시간 operant 세션 중에 받았습니다. 오른쪽 종좌표 : 2 시간 테스트 세션 동안 MG / kg에 총 코카인 흡입. 모든 13 카테터는 연구 기간 (4 주)에 대한 특허 남아 있었다. 복용량에 실시 편도 ANOVA는 공개 그 마이크e는 [F (1,12) = 42.8, P <0.05]. 복용에 의존 방식으로 코카인을 투여하고 있던 선량 - 반응 곡선 [F (3,36) = 29.6, P <0.05] 높은 복용에 눌러 레버의 감소에도 불구하고 이상 코카인 소비의 증가가 있습니다. 각 데이터 포인트에는 CD-1 마우스 (결합 N = 13 / 복용, 남성과 여성)에 수집 된 각 코카인 복용 (± SEM) 3 테스트 세션의 평균을 나타냅니다. 용량 반응 곡선에서 응답 활성 (약물 철근) 대 비활성 레버 비교 그 쥐가 두 레버 사이의 차별이었다 보장하기 위해 양방향 ANOVA를 사용하여 만들어졌다. CD1 생쥐를 들어, 분석 활성 레버에 대한 선호 [F (1,12) = 10.255, P <0.05] 전체 용량 - 반응 곡선 (데이터는 여기에 표시되지 않음) 이상. 밝혀

Discussion

약물 남용의 동물 모델은 마약 관련 행위의 유전 기초를 이해 특히 유용합니다. 예를 들어, 서로 다른 유전자 프로필을 마우스 코카인 ^6-8에 대한 그들의 감도의 차이를 물려 전할 수있는과 식별 잠재적 인 유전자 후보는 phenotypic 변화는 ^9를 관찰 중재 도움을 보여줍니다. 본 논문에서 설명 된 정맥 catheterization 절차는 마우스뿐만 아니라 다른 유전 배경 ^(10)의 마우스의 다양한 변종에 약물 IVSA를 검사하기 위해 상당한 성공을 함께 사용되었습니다.

이 동영상에 나오는 절차는 동안에 집중 할 중요한 요소를 강조하고 신뢰할 정맥 주사 자체 관리 데이터를 얻기 위해 catherization 수술을 따라. 먼저, 오른쪽 심방 내에 카테터 관의 위치는 얼룩 혈전에서 카테 테르 실패를 방지하기 위해 매우 중요합니다. 수술하는 동안이 있는지 확인하는 것이 중요합니다 그 카테 테르끝 unimpeded, 그리고 심장이나 혈관 조직에 의해 occluded되지 않습니다. 둘째, 매일 카테 테르 내리는이 폐색을 방지하기 위해 operant 세션 이전과 이후 모두 필요합니다. 마지막으로, 카테 테르의 캐뉼라는 쓰레기의 항목을 방지하기 위해, 동물들이 집 케이지에있는 경우 캐뉼라 모자와 크리스탈이 모두 포함을 지속적으로 적용해야합니다. 카테 테르의 캐뉼라의 사소한 막힘은 특히 동물 IVSA에 대한 검사를하지 않는 일에 heparinized 항생제 솔루션이 필요로하지만 매일 세정, 벌금 26 게이지 바늘을 사용하여 dislodged 될 수 있습니다.

동물 생존 수술, 무균 기술의 좋은 지식을 수행하려면 진통제와 마취가 필요합니다. 이 동영상은 적절한 수술 연수를 대체하지 않습니다 있지만,이 패러다임에 필요한 기술을 습득하고자하는 연구자를위한 가이드로 사용할 수 있습니다.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Ticarcillin Disodium Salt	Sigma-Aldrich	T5639-1G	1 gram bottle
Tears Naturale P.M (Eye lubricant)	Alcon	N/A	3.5 gram tube This eye lubricant can be found in most pharmacies. Any ophthalmic eye lubricant can be used.
Cocaine	Medisca Pharmaceutique	0723-06	1 gram bottle
Ketamine	Medisca Pharmaceutique	1754-04	25 gram bottle
Midazolam	Medisca Pharmaceutique	2519-06	1 gram bottle
Heparin sodium salt	Sigma-Aldrich	H4784-250MG	250 gram bottle
Ketoprofen	Sigma-Aldrich	K1751-1G	1 gram bottle
Amikicin Sulphate salt	Sigma-Aldrich	A2324-5G	5 gram bottle
Sucrose ACS Reagent	Sigma-Aldrich	S5016-500G	500 gram bottle
Standard mouse catheters with soft mesh	CamCaths	MIVSA/20/26/BC-1S	Tubing specifications: 26SWG;0.451;0.254
Crystal cap applicator	HRS Scientific	313CAC	This is the white catheter cap.
Tygon Micro Bore Tubing	Thomas Scientific	9561S41	Tubing specifications (bore x o.d. x wall thickness in inches): .01 x .03 x .01