Waiting
Login processing...

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

Neuroscience

Ett protokoll för mätning av Cue reaktivitet i en råtta modell av kokain användning sjukdom

Published: June 18, 2018 doi: 10.3791/55864
Automatic Translation
*1,2,3, *1,4,5, 1,6, 1,6, 1,6, 1,6, 1,3,4
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

Summary

Cue reaktivitet konceptualiseras som känslighet för signaler kopplade till droger upplevelser som bidrar till sug och återfall i avhållsamma människor. Cue reaktivitet är modellerad hos råttor genom att mäta uppmärksamhet orientering mot drog-associerade ledtrådar som resulterar i apéritivo strategi beteende i en cue reaktivitet test efter självadministrering och tvingade avhållsamhet.

Abstract

Kokain användning sjukdom (CUD) följer en bana av repetitiva självadministrering under vilken tidigare neutrala stimuli få incitament värde. Cue reaktivitet, känsligheten för ledtrådar tidigare länkat med droger erfarenhet, spelar en framträdande roll i mänskliga begäret under abstinens. Cue reaktivitet kan bedömas som den uppmärksamhet orientering mot drog-associerade ledtrådar som är mätbar som apéritivo strategi beteende i såväl mänskliga som prekliniska studier. Detta dokument beskriver en bedömning av cue reaktivitet hos råttor utbildade att själv administrera kokain. Kokain självadministrering är parkopplad med en presentation av diskreta signaler som fungerar som luftkonditionering förstärka (dvs, huset ljus, stimulans ljus, infusion pumpen låter). Efter en period av avhållsamhet, hävstång pressar i kokain självadministrering ramen åtföljs av diskreta ledtrådar ihopkopplat med kokain infusion mäts som cue reaktivitet. Denna modell är användbart att utforska neurobiologiska mekanismer bakom cue reaktivitet processer, samt för att bedöma läkemedelsbehandlingar för att undertrycka cue reaktivitet och därför ändra återfall sårbarhet. Fördelarna med modellen är dess translationell relevans, och dess ansikte och förutsägande giltighetstider. Den primära begränsningen av modellen är att cue reaktivitet aktiviteten kan endast utföras sällan och får endast användas i kort varaktighet (t.ex., 1 timme), annars råttor att börja släcka hopkoppling av diskreta ledtrådar med kokain stimulans. Modellen är utdragbar till något positivt förstärkande stimulus parat med diskreta signaler; Trots särskilt gäller för narkotika missbruk, kan denna modell hålla framtida tillämpningar inom bland annat fetma, där välsmakande mat belöningarna kan fungera som positivt förstärkande stimuli.

Introduction

Kokain användning sjukdom (CUD) följer en bana av repetitiva självadministrering under vilken tidigare neutrala stimuli få incitament värdet1. Cue reaktivitet är känsligheten för signaler tidigare länkat med droger erfarenhet, och det spelar en framträdande roll i mänskliga begäret2,3,4,5. Risken för progression till CUD, liksom återfall under abstinens, tros vara högre för individer som uttrycker hög känslighet för läkemedel-associerade cues6,7. Både miljömässiga sammanhang (t.ex., människor, byggnader, musikgenrer) och diskret drog-associerade stimuli (t.ex., grejor) blir associerade med kokain belöning; exponering för dessa ledtrådar kan utlösa förändringar i perifera fysiologi (t.ex.puls, hudens temperatur och hudens motståndskraft), hjärnans plasticitet och hjärnans funktionella anslutning2,8,9 ,10. Med andra ord, aktiverar återexponering för kokain-associerade signaler limbiska corticostriatal kretsar för att framkalla luftkonditionerade fysiologiska och subjektiva svaren som driver apéritivo tillvägagångssätt (drogsökande) beteende11,12 ,13,14,15.

Cue reaktivitet mäts med funktionell hjärnavbildning analyser är prediktiva för återfall sårbarhet hos försökspersoner med CUD16. Cue reaktivitet mätningar i djurmodeller tjänstgöra som ett surrogat mått för recidiv risk och kan utnyttjas för translationella studier. Således en läkemedelsbehandling att minskningar cue reaktivitet hos gnagare kan vara överförts som Återfallsprevention behandling i kliniska prövningar. Prekliniska modeller med nödvändiga translationell merit och prediktiva giltighet är särskilt viktigt eftersom det finns för närvarande ingen FDA-godkända läkemedelsbehandlingar för CUD17.

Gnagare självadministrering förfarandet är den gyllene standarden, translationell modell med prediktiva giltighet för mänskliga droger18 och kritiskt viktigt att förstå de molekylära och fysiologiska processer underliggande CUD. Svar -oberoende leverans av kokain resultat i distinkta beteende, molekylär och neurokemiska effekter i förhållande till svar -beroende av kokain exponering; t.ex., svar -oberoende kokain leverans frammanar betydligt högre dödlighet19. Dessutom neurokemiska konsekvenserna av avhållsamhet från svar -beroende av kokain självadministrering skiljer sig från dem som utlöses av avhållsamhet från svar -oberoende kokain leverans20, 21. således CUD modeller utifrån svarberoende leverans av kokain är överlägsen translationella modeller vid bedömningen av cue reaktivitet och associerade verkningsmekanismer.

I protokollet som beskrivs nedan, levereras kokain intravenöst genom en interna jugular kvarkateter. Dock har alternativa metoder att själv administrera läkemedel via oralt eller genom inandning rutter utvecklats. Ännu viktigare, kontroll gnagare leverans av drogen, liknande människor, via operant svar. Det finns därför hög överensstämmelse mellan narkotika själv administreras av gnagare och människa22. Prekliniska drog självadministrering nedanstående sysselsätter spaken pressning, förstärkt av drogen leverans, att motivera svarsfrekvensen högre än fordonskontroll. Drogsökande beteende är utbildad genom att para ihop ursprungligen ”neutral” cues (t.ex., en stimulus ljus eller tonen och kontextuella miljön där kokain självadministrering uppstår) med kokain infusion; dessa ledtrådar blivit konditionerat förstärka (för granskning: Cunningham & Anastasio, 201423). Efterföljande återexponering för kokain-associerade signaler utlöser drogsökande beteende i gnagare (dvsförsöker leverera kokain genom att trycka på spaken tidigare aktiva) samt sug och återfall i CUD försökspersoner24, 25 , 26 , 27.

Typiskt, prekliniska gnagare studier av drogsökande beteende efter kokain självadministrering utnyttja utrotning utbildning och/eller narkotika återanställning inom drug-associerade miljö28,29, 30 , 31 , 32. pressar på tidigare aktiva spaken, i avsaknad av drogen eller cue leverans, normalt utgör åtgärden för återställande efter utrotning33,34,35. Tvärtom, är cue reaktivitet drogsökande beteende bedömt följande påtvingad avhållsamhet utan föregående utrotning utbildning28,36,37,38,39 .

Resultatåtgärder och experimentella variablerna har noggrant valt och validerats för att analysera olika aspekter av neurobiologin drogsökande och återfall-liknande beteende, och det är väletablerat att neuroadaptations skiljer sig åt mellan modellerna med och utan utrotning utbildning 40,41,42,43. Dessutom ur translationell speglas gnagare utrotning utbildning inte i kliniska inställningar för CUD eftersom narkotikarelaterade ledtrådar inkluderar humör stater, platser och människor44; den unika kombinationen av dessa signaler är sannolikt inte tillgängliga i en klinisk miljö45,46,47. Gnagare modellen beskrivs häri fungerar alltså som en bättre parallell till människans villkor än många av modellerna som för närvarande finns tillgängliga.

Följande beskriver en validerad kokain självadministrering utbildning, påtvingad avhållsamhet och cue reaktivitet testprotokoll för råtta. Kortfattat, råttor implanteras med interna jugular katetrar, utbildade att själv administrera kokain eller koksaltlösning via 'aktiv' spaken press, och mottagandet av kokain eller saltlösning stimulans är parkopplad med diskret ljus och ljud ledtrådar som tjänar som betingad förstärka. Efter 14 dagar av kokain självadministrering, råttor utsätts för 30 dagar i påtvingad avhållsamhet och ett efterföljande 60-min cue reaktivitet prov i som spaken pressning mäts. Cue reaktivitet testet är ett surrogat mått för kokain återfall sårbarhet hos människor.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alla djur manipulationer utförs i enlighet med den Guide för skötsel och användning av försöksdjur (2011) och med godkännande från den institutionella djur vård och användning kommittén.

1. djur

  1. Acklimatisera manliga Sprague Dawley-råttor cirka 8-9 veckors ålder (250-260 g) för minst sju dagar i en koloni rum underhålls 21-23 ° C och 45-50% luftfuktighet på en 12 h ljus-mörker cykel (lampor på 6:00-18:00 h).
  2. Hus råttor två / bur och hanterar dagligen under hela studien. Ge mat och vatten ad libitum i buren under alla faser av studien.
    Obs: Mat begränsning ökar saliency av kokain belöning48, potentierar kokain-inducerad rörelseaktivitet49, och fungerar som en stressfaktor för återanställning50 och kan alltså också inverkan cue reaktivitet.
  3. Slumpmässigt tilldela råttor koksaltlösning eller kokain behandlingsgrupperna.

2. kirurgi

  1. Placera råtta under narkos med en cocktail som innehåller 8,6 mg/kg av xylazin, 1,5 mg/kg av Acepromazin och 43 mg/kg av ketamin upphängd i bakteriostatiska saltlösning. Bekräfta att råttan är tillräckligt sövd genom nyper sin tå och övervaka motoriska reflexer och respiration. Oftalmologiska salva direkt gälla ögon att förhindra torra ögon.
    Obs: Om råttan inte är tillräckligt sövd det ställer ut ett motoriskt svar på tå nypa och råttans andning kan öka snabbt.
    1. Använd aseptisk teknik medan råttan är under narkos, implantatet en intravenös kateter i halsvenen ansluten till ett bakre fäste med en kanyl. Efter kirurgisk implantation, låta råtta att återvinna för 5-7 dagar 28,36,37,51.
      Obs: Den intravenösa administreringsvägen kokain själv hos människa resulterar i snabba ökningar i hjärnan kokain nivåer52,53. Således, i en av dess vanligaste prekliniska varianter, råttor är utbildade att själv administrera kokain via en interna jugular kateter.
  2. Behålla katetern patency med dagliga spolningar med en lösning av 0,1 mL bakteriostatiska saltlösning som innehåller heparin natrium (10 U/mL), streptokinas (0.67 mg/mL) och ticarcillin dinatrium (66.67 mg/mL). Påbörja katetern spolar dagen efter operationen och fortsätter varje dag efter självadministrering sessioner.
    1. Fyll en spruta med lösningen och ansluta bakre fästet på sprutan via polyeten slangen att spola.
    2. Kontrollera korrekt katetern funktion regelbundet under hela experimentet genom intravenös administrering av 10 mg/kg methohexitalnatrium natrium.
      Obs: Detta är en dos som är tillräcklig för att kortfattat söva djuret endast när det administreras intravenöst.

3. självadministrering

  1. Använda programvara programmering för att generera 4 separata program som beskrivs nedan.
    1. Koden två program för självadministrering på ett fast förhållande (FR) 1 schema, dvs., där en aktiv spaken press resulterar i en infusion. För program #1, kod vänstra spaken som aktiva spaken; för program #2, kod högra spaken som aktiva spaken. Konstruera båda programmen vara 180-min i längd, och leverera den kokain stimulansen och diskret cue komplexa på följande sätt:
      1. Har en aktiv spaken tryck orsak samtidiga belysning av både i huset och stimulans ljus ovanför aktiva spaken.
      2. Efter en 1-s fördröjning, har infusionspumpen leverera 0,1 mL av lösning över 6 s.
      3. Har den stimulans ljus avstängning efter 7-s (inactivating samtidigt som infusionspumpen).
      4. Har huset ljus avstängning efter 27-s, med den senaste 20-s som anger en timeout-period under vilken aktiv spaken pressar har inga schemalagda konsekvenser, men dessa fortfarande registreras.
      5. För utdata, samla in infusioner, aktiva spaken pressar, inaktiva spaken pressar och latens till första aktiva spaken press.
    2. Koden två fler program för självadministrering på en FR5 schema, dvs., där fem hävstång pressar resultat i en infusion. Återigen, gör ett program med aktiva spaken som vänster och ett program med aktiva spaken som rättighet. Gör båda program 180-min längd och leverera förstärkare och diskret cue komplexa på följande sätt:
      1. Har fem aktiva spaken pressar orsak samtidiga belysning både hus ljuset och stimulansen ljus ovanför aktiva spaken.
      2. Upprepa steg 3.1.1.2 genom 3.1.1.5.
  2. Självadministrering utbildning
    1. Bereda kokain lösning dagligen i steril 0,9% NaCl till en dos på 0,75 mg/kg/0.1 mL.
      Obs: Över varaktigheten av varje 180 min självadministrering session, råttor administrera cirka 4-5 mL kokain lösning, således för att förbereda i överskott, förutse ungefär 8 mL/råtta dagligen.
    2. Fyll katetern sprutan (10 mL) med minst 8 mL kokain eller saltlösning. Efter att säkerställa att kokain/koksaltlösning lösningen flyter, infoga sprutorna i infusionspumpen och Anslut till polyeten slangen inneslutna av en metall våren koppel i början av varje självadministrering session. Noggrant justera sprutan i varje infusionspump så att lösningen är jämnt och avslutade distribueras i polyeten slangen före knutna till varje kateter.
    3. Plats råttor i respektive standard operant betingning kammare inrymt i ventilerade, ljud-förmildrande bås med fans. Konsekvent placera varje råtta i samma operant kammaren och hålla aktiva spaken på samma sida i hela alla experiment. Motverka tilldelning av råttor mellan vänster och höger aktiva spakar.
      Obs: Varje kammare är utrustad med en pellet kärl flankerad av två infällbara svar spakarna, ett stimulus ljus ovanför varje svar spaken och ett hus ljus mittemot spakarna. Kokain/saline sprutor är anslutna till en 23-g nål (arkiverat Undvik peta slangar) bifogas med polyeten slangen inneslutna inuti metall våren koppel som ansluts till varje råttans katetern och drivs på en flytande svivel. Sprutor är placerade i infusionspumpar som ligger i anslutning till boxen.
    4. Tåg råttor till spaken tryck för kokain infusioner (0,75 mg/kg/0.1 mL infusion) eller saltlösning infusioner (0,1 mL) under dagliga 180 minuters sessioner med hjälp av etablerade metoder28,36,37,51.
      Obs: Denna utbildning utförs enkelt genom att placera råtta in i operant kammaren och gör det möjligt att spaken pressen; att trycka på aktiva spaken kommer att resultera i mottagandet av den diskreta cue komplexa och kokain infusion, medan trycka inaktiva spaken bär inga schemalagda konsekvenser.
      1. Schemalägga kompletteringar på aktiva spaken resultatet i leverans av kokain eller saltlösning infusion under 6 s ihopkopplade samtidigt med belysning av huset ljus samt stimulans ljus ovanför aktiva spaken och aktivering av infusionspumpen (detta är diskret Cue komplex parat med kokain leverans); inaktiva spaken pressar producerar inga schemalagda konsekvenser. Efter leverans-förstärkare (kokain) stimulus ljuset samt infusionspumpen inaktiveras; Ljusets hus kvar på för ytterligare 20-s att ange en timeout-perioden under vilken hävstång pressar har inga schemalagda konsekvenser.
        Obs: En beskrivning av hur du konfigurerar detta finns i steg 3.1.1.1-3.1.1.4
    5. Efter avslutad 180-min sessionen, ta bort varje råtta från dess operant betingning kammare och spola sin kateter (steg 2.2). Ren försiktigt kammarna mellan sessioner, torka varje ytan med en lösning med 70% i etanol.
      Obs: Råttor som får kokain under självadministrering sessionen kan vara svåra att avlägsna från kammaren och är mer benägna att vara aggressiv. Använd långsamma, försiktiga rörelser för att koppla varje råtta från dess tjuder.
    6. Träna råttor på ett FR1 schema för förstärkning och framsteg till en FR5 schema efter att uppnå ett kriterium sju infusioner/h med mindre än 10% variation i det totala antalet infusioner per session för tre på varandra följande dagar. Fortsätt självadministrering sessioner tills råttor har nått totalt 14 dagar av självadministrering utbildning.
      Obs: Detta är en variant av operant lärande. vissa protokoll föredrar att ha råttor kvar på FR1 hela helheten av experimentet. Förändringar i fast förhållande schema från FR1 till FR5 påverkar inte antalet infusioner ett djur self-administers54,55. Dock ökar storleken fast förhållande hjälper till att garantera stabiliteten i svara hos råtta, och kan öka saliency belöning56. Dessutom, om en behandling under påtvingad avhållsamhet önskas, råttor bör pseudo slumpmässigt tilldelas behandlingsgrupperna vid uppnå stabilitet (mindre än 10% variation i det totala antalet infusioner per session för minst 3 dagar i följd) på FR5 schemat. Dessutom vill saltlösning råttor inte fortsätta från FR1 till FR5, som saliency saltlösning inte är tillräckliga för att uppnå den stabilitet som krävs för att gå från FR1 till FR5.

4. påtvingad avhållsamhet

  1. Placera råttor i påtvingad avhållsamhet i 30 dagar; det vill säga ge inte råttor med möjlighet att själv administrera kokain eller saltlösning för en löptid på 30 dagar. Allt under denna period inte tillbaka råttor till operant kamrarna (tidigare ramen för självadministrering). Ta dock bort råttor från hem burar för daglig hantering och vägning, som ett mått på allmän hälsa.
    Obs: Varaktigheten av påtvingad avhållsamhet kan ändras, men det är viktigt att välja en varaktighet som är tillräcklig för att undvika tak och golv effekter. Faktorer att vara medveten om när man väljer längden på perioden påtvingad avhållsamhet är gnagare stam, ålder, självadministrering sessionslängd och varaktighet, drog, drog dos och infusion varaktighet och kön på djuret.

5. kokain Cue reaktivitet

  1. Koden två program för cue reaktivitet uppgiften på ett FR1 schema; ett program med den vänstra spaken som aktiva spaken, som med högra spaken som aktiva spaken. Konstruera varje program för att samla in spaken genom att trycka på data för 60-min och leverera den diskreta cue komplex som beskrivs nedan.
    1. Upprepa steg 3.1.1.1-3.1.1.4
    2. För utdata, samla in cue presentationer (tidigare känt som infusioner), tidigare aktiva spaken pressar, inaktiva spaken pressar och latens till första spaken press.
  2. Kokain Cue reaktivitet testsession
    1. Bedöma cue reaktivitet på dag 30 av påtvingad avhållsamhet i en 60-min operant testomgång. Ragla starttider hos råttor att underlätta snabba halshuggning och hjärnan skörd. Ännu viktigare, för cue reaktivitet test, inte placera sprutan i infusionspumpen så att ljudet av infusionspumpen fungerar som en auditiv cue men ingen kokain förstärkning levereras.
      Obs: Cue reaktivitet kan bedömas på dagar utom dag 30 av påtvingad avhållsamhet, men det faktum att lyhördhet för kokain-parat signaler varierar över tid34 bör hållas i åtanke när du väljer datum för testet cue reaktivitet.
    2. Placera varje råtta i självadministrering kammaren där det var utbildade och tjudra till dess kanyl som under den dagliga självadministrering sessionen. Pressar på spaken som tidigare levererat kokain eller saltlösning förstärks nu endast genom leverans av diskreta cue komplexet (dvs. stimulans ljus och huset är upplyst och infusionspumpen aktiveras) på ett FR1 schema (dvs, det en diskreta cue komplex presenteras per aktiv spaken press); räkna i cue presentationer och tidigare aktiva spaken pressar under en 60-minuters session, och också registrera antalet inaktiva spaken pressar. Dock som med självadministrering, producerar inaktiva spaken pressar inga schemalagda konsekvenser.
      Obs: En ytterligare kontroll alternativ är att spela in tidigare aktiva och inaktiva spaken pressar i avsaknad av schemalagda konsekvenser (dvs., inga diskreta cue komplexa förstärkare).
    3. Efter slutförandet av cue reaktiviteten testa session, omedelbart avliva råttor för att fånga de biokemiska effekterna av re-exponering för operant betingning plenisalen och diskret cue komplexa.

6. datainsamling, organisation och analys

  1. Bryta ner data i tre konventionella kategorier: allmän hälsa, självförvaltning och cue reaktivitet.
    1. Övervaka allmän hälsa (t.ex., djurens vikt, päls skick) hela experimentet, och förse djur med veterinär vård, vid behov, eller ta bort från studien om spaken pressning visas påverkas av hälsa.
    2. Samla in självadministrering data under de 14 dagarna av självförvaltning. Använd en oparade, tvåsidiga t-test för att fastställa statistiska skillnader mellan kokain och saltlösning självadministrering grupper för totala antalet infusioner, aktiva spaken pressar, inaktiva spaken pressar och latens till första aktiva spaken press.
      Obs: Självadministrering data behöver analyseras före tvingade abstinens om man önskar att studera effekten av en behandling under påtvingad avhållsamhet på cue reaktivitet (så att grupper kan ha en lika Genomsnittligt antal infusioner, samt aktiva och inaktiva spaken pressar). Om en två-av-två design är valt (kokain ± behandling, saltlösning ± behandling), bör en tvåvägs ANOVA med lämplig post hoc-analys användas för att analysera data.
    3. Tryck på för cue reaktivitet data för att samla in och analysera för det totala antalet cue presentationer, tidigare aktiva spaken pressar, inaktiva spaken pressar och latens till första spaken. Också analysera informationen med en oparade, tvåsidiga t-test för att avgöra skillnader mellan djur själv administrera kokain och dem själv administrera saltlösning.
      Obs: Igen, om en två-av-två design är valt (kokain ± behandling, saltlösning ± behandling), en tvåvägs ANOVA med lämplig post hoc-analys bör användas för att analysera data.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Resultat av kokain självförvaltning och avhållsamhet experiment följt av en cue reaktivitet test från en tidigare publicerad studie57 visas i figur 1. Studien tidslinjen avbildas i figur 1A.

Råttor övergång individuellt från FR1 till FR5 eftersom de uppfyller kriterierna. Som operant betingning vinning i gruppen kokain-administrera, öka råttor gradvis antalet infusioner tills de når en platå (figur 1B). Inaktiva spaken pressar förbli konsekvent låg i båda kokain-administrera och saltlösning-administrera grupper; skillnader i inaktiva spaken pressar föreslå förändringar i motivation eller hälsa. Saltlösning självadministrering fungerar som en kontroll i den saltlösning inte förstärka; Således, hävstång pressar och infusioner eskalera inte från dag 1 till dag 14 (ej avbildad). Om aktiva spaken pressar i kokain-administrera grupp nedgången mellan dag 1 och dag 14, katetern har sannolikt förlorat patency (också framgår av den metod som beskrivs i steg 2.2.2) och detta djur bör tas bort från studien. Djur som är statistiska extremvärden (som beräknas med användning av en Dixon's Q Test) bör också tas bort från studien.

Flera utgående åtgärder samlas från kokain cue reaktivitet testet. Figur 1 c skildrar exempelvis antalet spaken pressar på tidigare aktiva spaken. Råttor som tidigare själv administreras kokain bör tryck tidigare aktiva spaken mycket mer än råttor som själv administreras saltlösning. Och, om en behandling är effektiv vid förmildrande kokain cue reaktivitet, bör det också finnas en betydande minskning av antalet tidigare aktiva spaken pressar hos råttor som fick kokain och behandling jämfört med råttor som fick kokain och fordon (ej avbildad).

Andra mätningar inkluderar latens till första spaken press (figur 1 d), antalet inaktiva spaken pressar och antal cue presentationer. Förändringar i latens till första spaken press kan observeras; en ökad latens till första spaken press får föreslå att djuret är fysiskt sjuk eller att det är minskad motivation för kokain. Lämpliga kontrollåtgärder för rörelseapparaten beteende, till exempel Rotarod eller öppna fältet uppgifter, bör vara anställd att skilja mellan fysisk sjukdom och förändringar i motivation.

Även om man kan förutsätta att antalet cue presentation bör återspeglas i antalet tidigare aktiva spaken pressar, är detta inte ofta är fallet. Ofta tidigare aktiva spaken pressar är mycket större än cue presentationer. Råttor visar ofta perseverative tidigare aktiva spaken pressning under timeout-perioden, skenbart svar på ett misslyckande att ta emot den förvänta kokain stimulansen.

Figure 1
Figur 1. Experimentell tidslinje och representativa självförvaltning och cue reaktivitet resultat. Denna siffra har ändrats från Miller et al., 201657. (A) experimentella tidslinje som beskrivs i protokollet sektioner 3,4,5. (B) genomsnittliga dagliga aktiva spaken pressar, inaktiva spaken pressar och infusioner ± SEM för självadministrering utbildning; självadministrering sessioner var 180-min varje dag i 14 dagar. Kokain levererades ursprungligen på ett FR1 schema av förstärkning tills mötet kriteriet, sedan ett FR5 schema infördes. (C) genomsnittliga spaken pressar på den tidigare aktiva spak tryck ± SEM för 60-min cue reaktivitet testet; en oparade, tvåsidiga t-test visar en betydande skillnad mellan kokain och koksaltlösning själv administrera råttor (t(30) = 14,82, ** p < 0,0001). (D) genomsnittliga svarstid till första spaken tryck ± SEM för 60-min cue reaktiviteten testa; en oparade, tvåsidiga t-test visar ingen signifikant skillnad mellan kokain och koksaltlösning själv administrera råttor (t(29) = 0.2758, p = 0.7847). Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Exponering för läkemedel-parat cues och fysiologiska förändringar som svar på dessa cues16 är associerade med återfall,11,16 och kokain cue reaktivitet testet anställd ovan contingently presenterar kokain-parat ledtrådar i den avsaknad av läkemedel; Således fungerar drogsökande beteende i form av tidigare aktiva spaken pressar som ett mått på återfall sårbarhet. Cue reaktivitet protokollet beskrivs häri är ett prekliniska medel vilket återfall-ändra läkemedelsbehandlingar kan testas och genetiska och miljömässiga faktorer som bidrar till recidiv risk kan undersökas. Detta är en operant uppgift för drogsökande beteende som justeras med många egenskaper för mänskliga droger och återfall, och många publikationer har optimerad viktiga läkemedel dos och leverans parametrar samt antagit lämpliga kontroller för att fastställa ansikte giltighet och translationell prediktiva kraften28,36,37,39,51. Denna modell har nyligen publicerats i en studie av Miller et al. undersöker användningen av en peroxisomal proliferator-aktiverad receptor gamma (PPARγ-agonist som en Farmakoterapeutisk att dämpa kokain cue reaktivitet57. Denna studie visade att pioglitazon (en PPARγ-agonist) minskade lyhördhet för kokain-parat ledtrådar efter tvingades avhållsamhet från kokain självadministrering. Eftersom pioglitazon är FDA-godkänd, Miller et al. studien föranledde ett två-arm, dubbel-blind, randomiserad, placebo-kontrollerade kliniska pilotförsök att undersöka effektiviteten av PPARγ agonism i undertrycka kokain cue reaktivitet, impulsivitet och riskabelt beslutsfattande. Den translationella merit och prediktiva giltighet av gnagare modellen stöds av Schmitz et al. publikationen58 på denna pilotstudie där kokain-beroende patienter som behandlades med pioglitazon uppvisade en behandling x tid interaktion för nedsatt självrapporterad begäret mätt med kort ämne begäret skalan och en visuell Analog skala för svältfödda58. Således visar pioglitazon löfte som återfall förebyggande behandling för CUD, konsekvent med Miller et al. prekliniska data.

Denna råtta kokain cue reaktivitet test under abstinens recapitulates kronisk mänskliga kokain självadministrering med intermittent kort (t.ex. 21 timmars) och långa (t.ex. 30 dag) avhållsamhet perioder, som ger möjligheten att skapa parallella datamängder mellan människa och gnagare modeller. Men detta protokoll skiljer sig från den mer genomgripande utrotning-återanställning modellen som mäter tid till droger eller -söker efter en utdöende process och (oftast) en abstinens period33,34,35 ,59. Även om utrotning-återanställning modellen rymmer prediktiva giltighet33, har det också anmärkningsvärt begränsningar. Först, utrotning processen fortsätter med att åter utsätta saltlösning och kokain själv administrera grupper till kontexten självadministrering i avsaknad av drogen förstärkning60 vilket är sällan återgetts i människor sedan narkotikarelaterade ledtrådar inkludera humör stater, platser och människor44— ledtrådar som inte kan enkelt kopieras i en klinisk miljö45,46,47. För det andra, under processen återanställning råttor uppvisar låga nivåer av svara skapar en golvet effekt som dämpar en förmåga att upptäcka effekter av interventioner för att minska drogsökande beteende33— ett problem som är löst genom att ta bort utrotning eftersom utrotning träning minskar svara. Vissa kanske hävdar att den 60-min cue reaktivitet testomgång som beskrivs ovan kan tjäna som en utdöende session. Men det faktum att protokollet innefattar icke-medicinska armering, testsession upprepas inte, och råttor upprätthålla motivation för efterföljande självadministrering efter cue reaktivitet tester tyder på att denna testdesign inte inducerar utrotning 36.

En ytterligare fråga är om den relativt korta självadministrering sessionslängd anställd (180-min) är tillräckliga för att förstärka efterföljande självadministrering. Men visar litteraturen att denna regim konsekvent resulterar i ett stabilt mönster av råtta kokain självadministrering37,39,51,57,61, som ger mindre variabilitet mellan djur som tillåter försöksledaren att sortera ämnen i post-själv-administration behandlingsgrupperna, om så önskas28,39,51,57. Men det bör noteras att kort varaktighet och kort session längd förfarande inte helt recapitulate mänskliga självadministrering, där vanligtvis binge-liknande mönster framträder i kokain-beroende patienter62. Om kontinuerlig självförvaltning tillåts i djurmodeller, är dödligheten ändå extremt hög63.

Ytterligare variabler att beakta är kokain dos och infusion ränta eftersom dessa påverkar sensibilisering av subjektiva belöning svar. Snabbare hastigheter av infusion öka sensibilisering för förstärkande effekterna av kokain, medan långsammare hastigheter minskar det64. Eftersom dosberoende kurvan för kokain självadministrering är ett inverterat U-form och dos påverkar antalet infusioner per timme55; protokollet ovan använder en dos som faller nära toppen av dos-respons kurvan i både kortfristiga tillgång och långsiktig tillgång förfaranden61 för att upptäcka förändringar i antalet infusioner. Som motvikt till spakarna är en annan viktig kontroll för att säkerställa att råttorna inte visar preferens för en spak över den andra.

De representativa resultat i figur 1 visar data från manliga, Sprague Dawley-råttor. Dessa studier har historiskt sett begränsats till hanråttor på grund av den östruscykel effekter på förvärvet av kokain självadministrering65 och utrotning/återställande66. Sedan sex som en biologisk variabel har nu mandat för NIH-finansierade studier, har det blivit nödvändigt att övervaka estrous scenen och testa för könsskillnader i blandade kön studier och, som sådan, statistiska styrkan måste beaktas för alla experimentella grupper. På en annan not, användning av en utkonkurrerat dö ut råtta stam, såsom Sprague Dawley, är fördelaktigt eftersom det ger genetisk variation mer jämförbar med den mänskliga befolkningen — men även utkonkurrerat dö ut gnagare stammar inte kan fullt sammanfatta olika genetiska påverkan tanken till grund beroendeframkallande-liknande beteenden i människor67. Slutligen är år första kokain exponering en viktig faktor. Hos råttor visar exponering för kokain under tonåren resultat i en betingad plats preferens som kräver ett större antal utrotning försök att släcka68, tyder på att ungdomar råtta större uthållighet av kokain-söker beteende. Prenatal och tidig postnatal exponering för kokain påverkar således sannolikt kokain cue reaktivitet.

Utrotning är inte målet med cue reaktivitet testning, är en begränsning att uppgiften inte kan bedömas eller upprepade gånger över långa räntebindningstider, annars djuret kommer att släcka hopkoppling av det kokain (primära) förstärkare med diskreta cue komplexa ( konditionerat förstärka). Således måste vara försiktig när man utformar experimentet att säkerställa att denna utrotning inte sker. En fördel med denna uppgift är dock att de exakta biokemiska förändringar som orsakas av exponering för kokain-parat ledtrådar kan belysas med den här proceduren. En andra begränsning till uppgiften är att det bara fungerar för positiv förstärka, men detta är en begränsning som är gemensamma för många modeller för narkotika missbruk. Kritiska steg i protokollet omfattar underhåll av katetern patency (steg 2.2), förvärv av självadministrering (steg 3.2), lämplig fördelning av råttor i behandlingsgrupperna, om så önskas, som är statistiskt likvärdiga för infusioner och antal spaken pressar (3.2.6 steg), och rätt mjukvaran programmering i hela för att säkerställa att diskreta signaler presenteras och parat med kokain stimulans under självadministrering utbildning och cue reaktivitet testet (steg 3.1, 5.1). Som med andra återfall sårbarhet modeller är det absolut nödvändigt att uppnå en rimlig längd på avhållsamhet att undvika golv och tak effekter på svara under den cue reaktivitet test33,34 (Steg4). The Most sannolikt komplikationer att stöta med detta förfarande är 1) förlust av katetern patency förhindra förvärv av självadministrering, 2) felaktig fördelning av gnagare i behandlingsgrupperna efter självadministrering utbildning och före cue reaktivitet testning orsakar en typ1 eller typ 2 fel, och 3) otillräcklig abstinens att avgöra skillnader i svar mellan grupperna. Dessa kan lösas genom daglig bedömning av självadministrering prestanda, regelbundna katetern spolar, tilldelning till post hoc-analys grupper efter balansering för självadministrering prestanda och pilot försök att fastställa lämpliga avhållsamhet varaktighet för gnagare stam, ålder, självadministrering sessionslängd och varaktighet, läkemedel, dos av drogen, drog infusion varaktighet och kön.

Detta förfarande är utdragbar till många gnagare stammar, inklusive möss69och någon modell som innebär hopkoppling av en primär givande förstärkare med diskreta signaler (betingad förstärka). Alternativa primära förstärka inkluderar andra läkemedel klasser, hög fet mat och andra välsmakande belöningar69,70. Slutligen, translationell relevansen av denna modell har påvisats genom att ta fram ett FDA-godkänt ingripande testade råttor CUD mänskliga försökspersoner vilket resulterade i minskad kokain begäret. Således, kokain cue reaktivitet testet efter kokain självförvaltning och avhållsamhet håller löfte som translationell gnagare modell.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har inga intressekonflikter avslöja.

Acknowledgments

Alla beteendemässiga testning utfördes i University of Texas Medical Branch (CD) gnagare In Vivo bedömning (RIVA) kärnan, regisserad av Dr Kelly Dineley och inrymt i Center för beroendeforskning, regisserad av Dr Kathryn Cunningham. Stöd för detta arbete kom från Peter F. McManus Charitable Trust, National Institute of Environmental Health Sciences Center för miljötoxikologi vid Fabianfrostensson (T32ES007254), Institutet för translationell vetenskaper på CD (UL1TR001439), Mitchell Center för neurodegenerativa sjukdomar och centrum för beroendeforskning vid Fabianfrostensson (DA007287, DA070087 och pilotstudie medel).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Equipment
Catheter Tubing: 0.50mm ID x 0.94mm OD x 0.2mm width Fisher Scientific, Hampton, NH, USA 11-189-15A 1/experiment
Cue Light Med Associates Inc., St. Albans, VT, USA ENV-229M 2/operant chamber
Guide Cannulae (22 gauge, pedestal size-8mm, cut length 11 mm, 5 mm above the pedestal) Plastics One, Roanoke, VA, USA 8IC313G5UPXC 1/rat
House Light Med Associates Inc., St. Albans, VT, USA ENV-227M 1/operant chamber
Infusion Pump Med Associates Inc., St. Albans, VT, USA PHM-100 1/operant chamber
Levers Med Associates Inc., St. Albans, VT, USA ENV-110M 2/operant chamber
Liquid Swivels Instech, Plymouth Meeting, PA, USA 375/22 1/operant chamber
MED-PC Package with Infusion Pump Software Med Associates Inc., St. Albans, VT, USA SOF-735 (infusions software SOF-700RA-10 version 1.04) 1
Metal Spring Leash Plastics One, Roanoke, VA, USA C313CS/SPC 1/operant chamber
Needle (23g, 1 in) Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ, USA 305193 1/operant chamber
Nitex Mesh (6/6 woven mesh sheet, 12"x12", 500 microns thick, 38% Open Area) Amazon, Seattle, WA, USA CMN-0500-C, B000FMUNE6 ~1 sheet/100 rats
PCI Interface Package Med Associates Inc., St. Albans, VT, USA DIG-700P2-R2, MED-SYST-16 1/16 operant chambers
Power Supply for Interface Modules Med Associates Inc., St. Albans, VT, USA SG-6510D 1/16 operant chambers
Sound-attenuating Cubicle Med Associates Inc., St. Albans, VT, USA ENV-018V 1/operant chamber
Syringes, 10 mL Luer-Lok™ tip Fisher Scientific, Hampton, NH, USA 14-827-52 1 case/experiment (1/operant chamber)
Tygon Tubing for flushes: 0.51mmID x 1.52mm OD 0.51mm width x 152.4m length Fisher Scientific, Hampton, NH, USA 14-170-15B 1/experiment
Chemicals
Acepromazine (10mg/mL) Henry Schein (Animal Health), Melville, NY, USA 003845 ~0.5mg/rat*
Acraweld Repair Resin Henry Schein (Dental), Melville, NY, USA 1013959 1/experiment
Altalube (ophthalmic ointment) Henry Schein (Dental), Melville, NY, USA 6050059 1/experiment
Cocaine NIDA North Bethesda, MD, USA N/A ~350mgs/rat for whole experiment*; requires DEA License
Heparin (10,000 USP units/10 mL) Sagent Pharmaceuticals, Schaumburg, IL, USA NDC 25021-400-10 1/experiment (~21 units/rat*)
Jet Liquid Henry Schein (Dental), Melville, NY, USA 1256401 1/experiment
Ketamine (100mg/mL, 10mL) Henry Schein (Dental), Melville, NY, USA 1049007 ~15mg/rat*; requieres DEA license
Methohexital Sodium (Brevital®, 500 mg/50 mL) Patterson Dental, Saint Paul, MN, USA 043-5461 1/experiment; requires DEA License
Saline (0.9%, USP) Baxter, Deerfield, IL, USA 2B1307 1 case/experiment
Streptokinase from β-hemolytic Streptococcus (Lancefield Group C) ≥3,000 units/mg Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA S3134-250KU 1 vial/experiment (~1.5mg/rat/experiment*)
Ticarcillin Disodium Salt Fisher Scientific, Hampton, NH, USA 50-213-695 ~4 vials/exeriment or purchase the 25g vial cat.# 50-489-093 (~150mg/rat/experiment*)
Xylazine (100mg/mL) Henry Schein (Animal Health), Melville, NY, USA 033198 ~3mg/rat*
*Assumes rat age is that described in the protocol, rats self-administer for 14 days, and flushes occur for 21 days.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  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).

Tags

Neurovetenskap fråga 136 kokain missbruk sjukdom självförvaltning Cue reaktivitet råttor Cue återfall abstinens Operant conditioning drogmissbruk drogsökande translationell
Ett protokoll för mätning av Cue reaktivitet i en råtta modell av kokain användning sjukdom
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Dimet, A. L., Cisneros, I. E., Fox,… More

Dimet, A. L., Cisneros, I. E., Fox, R. G., Stutz, S. J., Anastasio, N. C., Cunningham, K. A., Dineley, K. T. A Protocol for Measuring Cue Reactivity in a Rat Model of Cocaine Use Disorder. J. Vis. Exp. (136), e55864, doi:10.3791/55864 (2018).

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