Waiting
Login processing...

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

Neuroscience

Un protocollo per la misurazione Cue reattività in un modello del ratto di disturbo da uso di cocaina

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 la reattività è concettualizzata come sensibilità ai segnali collegati con esperienze di assunzione di droghe che contribuiscono alla brama e ricadono in esseri umani astinenti. Reattività di Cue viene modellata in ratti dalla misurazione orientamento attenzionale verso spunti droga-collegato che si traduce in un comportamento Appetitivo approccio in un test di reattività cue dopo il self-administration e costretto l'astinenza.

Abstract

Disturbo da uso di cocaina (CUD) segue una traiettoria di autosomministrazione ripetitivo durante il quale precedentemente neutri stimoli acquistano valore incentivante. Cue la reattività, la sensibilità agli stimoli precedentemente collegati con l'esperienza di assunzione di droghe, svolge un ruolo prominente nel desiderio umano durante l'astinenza. Reattività di cue è possibile valutare l'orientamento attentivo verso spunti droga-collegato che è misurabile come comportamento di approccio appetitiva in studi preclinici e umani. Questo documento descrive una valutazione della reattività di cue in ratti addestrati per auto-somministrarsi cocaina. Autosomministrazione di cocaina è accoppiato con la presentazione di segnali discreti che fungono da induritori condizionati (cioè, casa luce, stimolo, suoni di pompa di infusione). Dopo un periodo di astinenza, pressa a leva nel contesto di autosomministrazione di cocaina accompagnata da segnali discreti precedentemente accoppiati con infusione di cocaina è misurati come reattività di cue. Questo modello è utile per esplorare meccanismi neurobiologici che cue reattività processi pure valutare farmacoterapie per sopprimere la reattività di spunto e di conseguenza, modificare la vulnerabilità di ricaduta. Vantaggi del modello includono sua rilevanza traslazionale e il suo viso e validità predittiva. Il limite principale del modello è che l'attività di reattività cue può essere eseguita solo di rado e deve essere utilizzato solo in breve durata (ad es., 1 ora), in caso contrario ratti inizierà ad estinguere l'abbinamento dei segnali discreti con lo stimolo di cocaina. Il modello è estensibile a qualsiasi stimolo positivamente rinforzante accoppiato con segnali discreti; anche se è particolarmente applicabile ai farmaci d'abuso, questo modello può tenere future applicazioni in campi quali l'obesità, dove ricompense in cibo appetibile possono fungere da rafforzare positivamente gli stimoli.

Introduction

Disturbo da uso di cocaina (CUD) segue una traiettoria di autosomministrazione ripetitivo durante il quale precedentemente neutri stimoli guadagno valore incentivazione1. Cue reattività è la sensibilità agli stimoli precedentemente collegati con l'esperienza di assunzione di droghe, e svolge un ruolo prominente nel desiderio umano2,3,4,5. Il rischio di progressione a CUD, come pure la ricaduta durante l'astinenza, è pensato per essere più alto per gli individui che esprimono alta sensibilità a stecche di droga-collegato6,7. Entrambi contesti ambientali (ad es., persone, edifici, generi musicali) e stimoli discreti di droga-collegato (ad es., armamentario) diventano associati con la ricompensa di cocaina; l'esposizione a questi segnali può innescare cambiamenti nella fisiologia periferico (ad es., frequenza cardiaca, temperatura cutanea e resistenza della pelle), plasticità del cervello e cervello connettività funzionale2,8,9 ,10. In altre parole, ri-esposizione alla cocaina-collegato spunti attiva circuiti limbic corticostriatali per evocare risposte fisiologiche e soggettive condizionate che guidano appetitiva approccio (droga in cerca) comportamento11,12 ,13,14,15.

Reattività di cue misurata con analisi di imaging funzionale del cervello è predittiva di recidiva vulnerabilità nei soggetti con CUD16. Misurazioni di reattività di cue nei modelli del roditore servono come una misura sostitutiva per rischio di ricaduta e può essere sfruttata per studi traslazionali. Così, una farmacoterapia che diminuisce cue reattività nei roditori può essere portato avanti come un trattamento di prevenzione delle ricadute nei test clinici umani. Modelli preclinici con il merito traslazionale necessario e la validità predittiva sono particolarmente importanti dato che non ci sono attualmente nessun farmacoterapie approvato dalla FDA per CUD17.

La procedura di autosomministrazione roditore è il gold standard, modello traslazionale con validità predittiva per umani stupefacenti18 e di fondamentale importanza per capire i molecolari e fisiologici processi sottostanti CUD. Risposta - consegnaindipendente della cocaina provoca effetti comportamentali, neurochimici e molecolari distinti rispetto al risposta -dipendente l'esposizione della cocaina; ad es., evoca risposta - consegna di cocainaindipendente di mortalità significativamente più alto19. Inoltre, le conseguenze del neurochemical di astinenza da risposta -dipendente da cocaina autosomministrazione sono distinte da quelli innescati da astinenza da risposta -indipendente cocaina consegna20, 21. così, modelli CUD in base alla risposta -dipendente consegna della cocaina sono modelli superiori traslazionale quando valutano cue reattività e associati meccanismi di azione.

Nel protocollo descritto qui di seguito, la cocaina viene consegnata per via endovenosa attraverso un catetere intra-giugulare indwelling. Tuttavia, sono stati sviluppati metodi alternativi per auto-somministrarsi droga per vie orale e per inalazione. D'importanza, roditori controllano consegna della droga, esseri umani analoghi, attraverso le risposte dell'operatore. Di conseguenza, c'è alta concordanza tra farmaci autosomministrati da roditori ed esseri umani22. La procedura di auto-somministrazione preclinici droga qui sotto si avvale di leva premendo, rafforzata dalla somministrazione di farmaci, per motivare i tassi di risposta superiori di controllo del veicolo. Comportamento alla ricerca di droga è allenato da abbinamento originariamente "neutro" cues (ad es., una luce di stimolo o tono e l'ambiente contestuale in cui la cocaina si verifica l'autosomministrazione) con infusione di cocaina; questi segnali diventano induritori condizionati (per la Revisione: Cunningham & Anastasio, 201423). Successiva ri-esposizione alla cocaina-collegato spunti innesca il comportamento alla ricerca di droga in roditori (cioè, tenta di recapitare la cocaina attraverso premendo sulla leva precedentemente-attivo) così come il desiderio e la ricaduta nel CUD soggetti24, 25 , 26 , 27.

In genere, studi preclinici roditore di comportamento alla ricerca di droga cocaina auto-somministrazione utilizzano reintegrazione di formazione e/o droga di estinzione condotta all'interno l'ambiente droga-collegato28,29, 30 , 31 , 32. presse la leva precedentemente attivi, in assenza di consegna di droga e/o cue, tipicamente costituiscono la misura di ripristino seguendo estinzione33,34,35. Al contrario, cue reattività droga in cerca di comportamento è valutato seguente l'astinenza forzata senza previa estinzione formazione28,36,37,38,39 .

Misure di risultato e variabili sperimentali sono stati attentamente scelte e convalidate per sezionare i diversi aspetti della neurobiologia del comportamento alla ricerca di droga e ricaduta-like, ed è affermato che neuroadaptations differiscono tra modelli con e senza estinzione formazione 40,41,42,43. Inoltre, da una prospettiva traslazionale, formazione di roditore estinzione non è speculare nelle regolazioni cliniche per CUD poiché stecche di droga sono stati dell'umore, luoghi e persone44; la combinazione unica di questi spunti sono probabilmente non è disponibile in un ambiente clinico45,46,47. Quindi, il modello del roditore descritto nel presente documento funge da un parallelo meglio alla condizione umana rispetto a molti dei modelli attualmente disponibili.

Di seguito viene descritto un addestramento di autosomministrazione di cocaina convalidato, l'astinenza forzata e cue reattività test protocollo per i ratti. Brevemente, ratti sono impiantati con cateteri intra-giugulari, addestrati per auto-somministrarsi cocaina o soluzione salina tramite press 'attivo' leva, e ricezione dello stimolo cocaina o salino è accoppiato con segnali discreti di luci e suoni che servono come condizionate induritori. Dopo 14 giorni di autosomministrazione di cocaina, i ratti sono sottoposti a 30 giorni di astinenza forzata e un test di reattività successivi 60min cue nella quale leva di pressatura viene misurata. Il test di reattività cue è una misura sostitutiva per la vulnerabilità di ricaduta di cocaina in esseri umani.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Tutte le manipolazioni degli animali sono eseguite in conformità con la Guida per la cura e l'uso di animali da laboratorio (2011) e con l'approvazione del Comitato di uso e istituzionali Animal Care.

1. gli animali

  1. Acclimatare ratti Sprague Dawley maschi circa 8-9 settimane di età (250-260 g) per un minimo di sette giorni in una camera di Colonia tenuto a 21-23 ° C e 45-50% di umidità su un ciclo luce-buio di 12 h (luci su 06:00-18:00 h).
  2. Casa ratti due / gabbia e gestire giornalmente in tutto lo studio. Fornire cibo e acqua ad libitum nella gabbia casa in tutte le fasi dello studio.
    Nota: Restrizione alimentare aumenta la salienza di cocaina ricompensa48, rafforza l'attività locomotrice indotta da cocaina49e agisce come una fonte di stress per reintegrazione50 e così può anche reattività cue impatto.
  3. In modo casuale assegnare ratti salino o cocaina gruppi di trattamento.

2. chirurgia

  1. Ratto di posto nell'ambito dell'anestesia utilizzando un cocktail contiene 8,6 mg/kg di xilazina, 1,5 mg/kg di acepromazina e 43 mg/kg di ketamina sospesa in soluzione salina batteriostatica. Confermare che il ratto è sufficientemente anestetizzato da pizzicare la punta e il monitoraggio di respirazione e riflessi motore. Applicare unguento oftalmico direttamente agli occhi per prevenire la secchezza degli occhi.
    Nota: Se il topo non è sufficientemente anestetizzati esporrà una risposta motoria per il pizzico di punta, e tasso di respirazione del ratto può aumentare rapidamente.
    1. Utilizzando una tecnica asettica mentre il ratto è sotto anestesia, impiantare un catetere endovenoso nella vena giugulare collegata ad un supporto posteriore con una cannula. Dopo l'impianto chirurgico, consentire ratti a recuperare per 5-7 giorni 28,36,37,51.
      Nota: La via endovenosa di autosomministrazione di cocaina in esseri umani si traduce in un aumento rapido nel cervello cocaina livelli52,53. Così, in una delle sue più comuni varianti preclinici, ratti sono addestrati per auto-somministrarsi cocaina tramite un catetere intra-giugulare.
  2. Mantenere la pervietà del catetere con vampate quotidiane usando una soluzione di 0,1 mL di soluzione salina batteriostatica contenente eparina sodica (10 U/mL), streptochinasi (0,67 mg/mL) e ticarcillina disodico (66,67 mg/mL). Inizierà il catetere vampate di calore il giorno dopo l'intervento chirurgico e continuare ogni giorno successive sessioni di autosomministrazione.
    1. Riempire una siringa con la soluzione e collegate il supporto posteriore con la siringa attraverso tubi di polietilene per irrigare.
    2. Verificare il funzionamento corretto catetere periodicamente in tutto l'esperimento tramite la somministrazione endovenosa di 10 mg/kg di sodio methohexital.
      Nota: Questa è una dose sufficiente ad anestetizzare brevemente l'animale solo quando somministrato per via endovenosa.

3. self-Administration

  1. Utilizzare il software di programmazione per generare 4 programmi separati, come descritto di seguito.
    1. Codice due programmi per l'autosomministrazione su un rapporto fisso (FR) 1 pianificazione, vale a dire., dove una pressa a leva attiva si traduce in un'infusione. Da programma #1, codice la leva di sinistra come la leva attiva; per il programma #2, codice la leva di destra come la leva attiva. Costruire entrambi i programmi per essere 180 min in lunghezza e consegnare lo stimolo di cocaina e discreti cue complessi nel modo seguente:
      1. Hanno una leva attiva premere causa illuminazione simultanea di entrambi la luce di casa e la luce di stimolo sopra la leva attiva.
      2. Dopo un ritardo di 1-s, avere la pompa di infusione consegnare 0,1 mL della soluzione oltre 6-s.
      3. Avere lo stimolo luce spento dopo 7-s (inattivazione allo stesso tempo come la pompa di infusione).
      4. Avere la luce di casa ha spento dopo 27-s, con l'ultimo 20-s che indica un periodo di timeout durante il quale pressa a leva attiva non hanno pianificate conseguenze, ma questi sono ancora registrati.
      5. Per l'uscita dati, raccogliere infusioni, pressa a leva attiva, pressa a leva inattivo e latenza alla prima stampa di leva attiva.
    2. Codice più due programmi per l'autosomministrazione su un FR5 pianificare, vale a dire., dove cinque leva presse risultato in un'infusione. Ancora una volta, fare un programma con la leva attiva come sinistra e un programma con la leva attiva come diritto. Fare entrambi programmi 180 min in lunghezza e consegnare il rinforzo e discreti cue complessi nel modo seguente:
      1. Hanno cinque leva attiva presse causa illuminazione simultanea sia la luce di casa e l'impulso di luce sopra la leva attiva.
      2. Ripetere i passaggi 3.1.1.2 attraverso 3.1.1.5.
  2. Formazione di auto-amministrazione
    1. Preparare la soluzione di cocaina al giorno in sterile 0,9% NaCl ad una dose di 0,75 mL di mg/kg/0.1.
      Nota: Per la durata di ogni sessione di auto-somministrazione di 180 min, ratti amministrare circa 4-5 mL di soluzione di cocaina, così per preparare in eccesso, anticipare circa 8 mL/ratto ogni giorno.
    2. Riempire la siringa catetere (10 mL) con almeno 8 mL di soluzione salina o cocaina. Dopo aver verificato che la soluzione di cocaina/saline sta fluendo, inserire la pompa di infusione le siringhe e collegare il tubo di polietilene racchiuso da un guinzaglio di metallo molla all'inizio di ogni sessione di autosomministrazione. Regolare con cura la siringa in ogni pompa di infusione tale che la soluzione è uniformemente e completato distribuiti nelle tubazioni in polietilene prima di fissare per ogni catetere.
    3. Posto ratti in condizionamento standard rispettivi alloggiamenti alloggiati in cabine ventilate, suono-attenuando con ventilatori. Coerentemente porre ogni ratto nella stessa camera operante e tenere la leva attiva sul lato stesso durante tutti gli esperimenti. Controbilanciare assegnazione dei ratti tra sinistra e destra attive le leve.
      Nota: Ogni camera è dotata di un recipiente di pellet fiancheggiato da due leve di risposta retrattile, una luce di stimolo sopra ogni leva di risposta e una luce di casa di fronte le leve. Cocaina/saline siringhe sono collegati a un g 23 ago (archiviato per evitare frugando tubazione) collegato alla tubazione in polietilene racchiusa all'interno di un guinzaglio di primavera di metallo che si connette al catetere di ogni ratto ed è gestito su un liquido girevole. Siringhe sono inseriti in pompe di infusione che si trova adiacente al cubicolo.
    4. Ratti di treno a leva premere per infusioni di cocaina (0.75 mg/kg/0.1 infusione) o infusioni saline (0,1 mL) durante sessioni giornaliere di 180 min utilizzando stabilito metodi28,36,37,51.
      Nota: Questa formazione è eseguita semplicemente posizionando il ratto nella camera dell'operatore e che permette alla stampa di leva; premendo la leva attiva si tradurrà in ricezione della stecca discreta complessa e infusione di cocaina, mentre premendo la leva inattiva non sopporta conseguenze pianificate.
      1. Completamenti di pianificazione sul risultato attivo leva nella consegna di cocaina o infusione salina per un periodo di 6-s accoppiare contemporaneamente con illuminazione della casa luce e stimolo luce sopra la leva attiva e l'attivazione della pompa di infusione (questo è il discreto complesso di cue accoppiato con consegna di cocaina); Pressa a leva inattivo non produrre alcuna conseguenza pianificata. A seguito della consegna di rinforzo (cocaina), la luce di stimolo così come la pompa di infusione è inattivata; la luce di casa rimane accesa per un ulteriore 20-s indicare un periodo di timeout durante il quale la pressa a leva non hanno conseguenze pianificate.
        Nota: Una descrizione di come impostare questa funzione si trova in passaggi 3.1.1.1-3.1.1.4
    5. Al termine della sessione 180 min, togliere ogni ratto dalla sua camera di condizionamento operante e lavare il catetere (punto 2.2). Pulire accuratamente le camere tra le sessioni, pulendo ogni superficie con una soluzione di etanolo 70%.
      Nota: Ratti che ricevono cocaina durante la sessione di auto-amministrazione possono essere difficili da rimuovere dalla camera e hanno maggiori probabili di essere aggressivi. Usa movimenti lenti, attenta a scollegare ogni ratto dal suo cavezza.
    6. Ferroviaria di ratti su una pianificazione FR1 di rinforzo e di progresso per una pianificazione di FR5 dopo il raggiungimento di un criterio di sette infusioni/h con meno del 10% variabilità del numero totale di infusi per ogni sessione per tre giorni consecutivi. Continuare le sessioni di autosomministrazione finché ratti hanno raggiunto un totale di 14 giorni di formazione di auto-somministrazione.
      Nota: Questa è una variante dell'apprendimento operante; alcuni protocolli preferiscono avere ratti rimangono a FR1 tutta la durata dell'esperimento. Cambiamenti nella pianificazione del rapporto fisso da FR1 per FR5 non impatto il numero di infusioni di un animale, auto-gestisce54,55. Tuttavia, l'aumento delle dimensioni del rapporto fisso aiuta a garantire la stabilità di rispondere nel ratto e può aumentare la prominenza del ricompensa56. Inoltre, se si desidera un trattamento durante l'astinenza forzata, ratti dovrebbero essere pseudo-assegnati a caso ai gruppi del trattamento al momento di ottenere la stabilità (meno di variabilità del 10% del numero totale delle infusioni per ogni sessione per un minimo di 3 giorni consecutivi) presso la pianificazione di FR5. Inoltre, ratti salini non diventerà da FR1 FR5, come la salienza di soluzione fisiologica non è sufficiente per raggiungere la stabilità necessaria per progredire da FR1 a FR5.

4. forzata astinenza

  1. Inserire ratti nell'astinenza forzata per 30 giorni; cioè, non forniscono ratti con la possibilità di auto-somministrarsi cocaina o soluzione salina per una durata di 30 giorni. Cosa importante, durante questo periodo non restituiscono ratti agli alloggiamenti operanti (il contesto precedente di autosomministrazione). Tuttavia, è possibile rimuovere ratti da casa gabbie per movimentazione giornaliera e pesatura, come misura di salute generale.
    Nota: La durata dell'astinenza forzata può essere alterata, ma è importante scegliere una durata che è sufficiente per evitare effetti di soffitto e pavimento. Fattori da essere consapevoli di quando si sceglie la durata del periodo di astinenza forzata includono roditore ceppo, età, durata della sessione di auto-somministrazione e durata, droga, durata di infusione e la dose di droga e il sesso dell'animale.

5. cocaina Cue reattività

  1. Codice due programmi software per l'attività di reattività cue a una pianificazione FR1; un programma con la leva di sinistra come la leva attiva e uno con la leva di destra come la leva attiva. Ogni programma per raccogliere leva premendo dati per 60 min di costruire e fornire lo spunto discreto complesso come descritto di seguito.
    1. Ripetere i passaggi 3.1.1.1-3.1.1.4
    2. Per l'uscita dati, raccogliere presentazioni di cue (precedentemente noti come infusi), pressa a leva precedentemente attivi, pressa a leva inattivo e latenza alla prima stampa di leva.
  2. Sessione di Test cocaina Cue reattività
    1. Valutare la reattività di cue il giorno 30 di astinenza forzata in una sessione di test operante 60 min. Scaglionare i tempi di inizio dei ratti per facilitare la rapida decapitazione e raccolto di cervello. D'importanza, per il test di reattività del cue, non posizionare la siringa nella pompa di infusione affinché il suono della pompa infusione serve come un segnale uditivo ma nessun rinforzo di cocaina viene consegnato.
      Nota: Reattività Cue possono essere valutate in giorni diversi da giorno 30 di astinenza forzata, tuttavia il fatto che la velocità di risposta ai segnali di cocaina-accoppiato varia nel tempo34 dovrebbe essere tenuto presente quando si sceglie la data per il test di reattività di cue.
    2. Posizionare ogni ratto nella camera di autosomministrazione in cui è stato addestrato e legare alla sua cannula come durante le sessioni di auto-somministrazione giornaliera. Presse sulla leva che precedentemente consegnato cocaina o salino ora sono solo rafforzate dalla consegna del complesso discreto spunto (i. e., la luce di stimolo e la casa sono illuminate e si avvia la pompa di infusione) su un programma di FR1 (vale a dire, uno complesso discreto spunto è presentato per rotativa leva attiva); contare le presentazioni di cue e pressa a leva precedentemente attivi durante una sessione di 60 minuti e anche registrare il numero di pressa a leva inattivo. Tuttavia, come con l'autosomministrazione, pressa a leva inattivo non produrre alcuna conseguenza pianificata.
      Nota: È un'opzione di controllo aggiuntivo per registrare pressa a leva precedentemente attivi e inattivi in assenza di conseguenze pianificate (cioè., nessun rinforzo complesso discreto spunto).
    3. Al completamento della reattivita ' cue sessione di test, immediatamente eutanasia ratti per catturare gli effetti biochimici di ri-esposizione alla camera di condizionamento operante e discreti cue complessi.

6. raccolta di dati, organizzazione e analisi

  1. Suddividere i dati in tre categorie convenzionali: salute generale, self-administration e reattività di cue.
    1. Monitorare la salute generale (ad es., animale di peso, condizione di pelliccia) in tutto l'esperimento e fornire gli animali con il veterinario cura, se necessario, o rimuovere dallo studio se premendo leva appare interessato di salute.
    2. Raccogliere dati di autosomministrazione durante i 14 giorni di autosomministrazione. Utilizzare un spaiati, due code, test t per determinare le differenze statistiche fra cocaina e gruppi di auto-gestione salina per numero totale di infusioni, pressa a leva attiva, pressa a leva inattivo e latenza alla prima stampa di leva attiva.
      Nota: Self-administration dati devono essere analizzati prima di forzata astinenza se uno vuole studiare l'effetto di un trattamento durante l'astinenza forzata sulla reattività di cue (in modo che gruppi possono avere un numero uguale di medio delle infusioni, così come attivi e inattivi Pressa a leva). Se un disegno di due-a-due è scelto (cocaina ±, trattamento salino ±), un ANOVA a due vie con adeguata analisi post-hoc dovrebbe essere utilizzato per analizzare i dati.
    3. Per dati di reattività di cue raccogliere e analizzare per il numero totale di cue presentazioni, pressa a leva precedentemente attivi, pressa a leva inattivo e latenza alla leva prima premere. Anche analizzare i dati con un spaiati, due code t-test per determinare le differenze tra animali auto-somministrazione di cocaina e quelli auto-somministrazione di soluzione salina.
      Nota: Ancora una volta, se un disegno di due-a-due è scelto (cocaina ±, trattamento salino ±), un ANOVA a due vie con adeguata analisi post-hoc dovrebbe essere utilizzato per analizzare i dati.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Risultati di un esperimento di autogestione e astinenza cocaina seguita da un test di reattività cue da un studio precedentemente pubblicato57 sono mostrati nella Figura 1. La timeline di studio è raffigurata in Figura 1A.

Ratti individualmente transizione da FR1 per FR5 che soddisfino i criteri. Come procede il condizionamento operante nel gruppo di amministrazione di cocaina, ratti aumentano gradualmente il numero di infusioni fino a raggiungere un plateau (Figura 1B). Pressa a leva inattivi rimanga costantemente bassi in entrambi i gruppi di amministrazione di cocaina e l'amministrazione di soluzione fisiologica; differenze nella pressa a leva inattivo suggeriscono cambiamenti nella motivazione o salute. Autosomministrazione Salina serve come controllo in quanto non rafforza la soluzione salina; così, pressa a leva e infusioni non inoltrare dal giorno 1 al giorno 14 (non raffigurato). Se attivo leva preme il declino di gruppo-amministrazione di cocaina tra il giorno 1 e giorno 14, il catetere ha probabilmente perso l'evidenza (testimoniata anche dal metodo descritto al punto 2.2.2), e questo animale dovrebbe essere rimosso dallo studio. Gli animali che sono valori erratici statistici (come calcolato utilizzando Test Q di un Dixon) dovrebbero essere rimosso dallo studio.

Più le misure di produzione sono riunite dal test di reattività cue di cocaina. Ad esempio, Figura 1 raffigura il numero di pressa a leva la leva precedentemente attivi. Ratti che precedentemente self-administered cocaina dovrebbero premere la leva di precedentemente attivo molto più di ratti che self-administered salino. E, se un trattamento è efficace ad attenuare la reattività di cue di cocaina, ci dovrebbe essere anche una significativa riduzione del numero di pressa a leva precedentemente attivi in ratti che hanno ricevuto la cocaina e il trattamento rispetto ai ratti che hanno ricevuto la cocaina e la veicolo (non raffigurato).

Altre misure includono latenza prima stampa di leva (Figura 1), numero di pressa a leva inattivo e numero di presentazioni di cue. Cambiamenti in latenza alla prima stampa di leva possono essere osservati; un aumento della latenza alla prima stampa di leva può suggerire che l'animale è fisicamente malato o che non c'è motivazione in diminuzione per la cocaina. I controlli del caso per comportamento motorio, ad esempio le attività di Rotarod o campo aperto, dovrebbe essere impiegato per distinguere tra malattia fisica e cambiamenti nella motivazione.

Anche se si potrebbe presumere che il numero di presentazione di cue dovrebbe riflettersi nel numero di pressa a leva attivo in precedenza, questo non è spesso il caso. Pressa a leva spesso precedentemente attivi è molto maggiore di presentazioni di cue. Ratti mostrano spesso pressatura perseverative precedentemente attivo leva durante il periodo di timeout, apparentemente in risposta a un errore di ricevere lo stimolo di cocaina previsto.

Figure 1
Figura 1. Timeline sperimentali e risultati rappresentativi di reattività di autosomministrazione e cue. Questa figura è stata modificata da Miller et al., 201657. (A) sperimentale timeline come descritto nelle sezioni protocollo 3, 4,5. (B) media giornaliera attivo leva presse, pressa a leva inattivi e infusioni ± SEM per la formazione di auto-somministrazione; sessioni di autosomministrazione erano 180min ogni giorno per 14 giorni consecutivi. Cocaina inizialmente è stata trasportata su un programma di FR1 del rinforzo fino al criterio riunione, dopodichè è stato introdotto un programma di FR5. Pressa a leva medio (C) sulla leva precedentemente attivo Premere ± SEM per il test di reattività di cue 60 min; un test t spaiato, due code Mostra una differenza significativa tra cocaina e saline auto-somministrazione di ratti (t(30) = 14,82, * * p < 0,0001). Test di latenza media (D) alla prima leva stampa ± SEM per la reattività di cue 60 min; un t-test spaiati, due code non mostra nessuna differenza significativa tra cocaina e saline auto-somministrazione di ratti (t(29) = 0.2758, p = 0.7847). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

L'esposizione al farmaco-accoppiato spunti e cambiamenti fisiologici in risposta a questi spunti16 sono associati con la ricaduta,11,16 e il test di reattività di cue cocaina impiegato sopra eventualmente presenta spunti di cocaina-accoppiato nella assenza di droga; così, comportamento alla ricerca di droga sotto forma di pressa a leva precedentemente attivo serve come misura della vulnerabilità di ricaduta. Il protocollo di reattività cue descritto nel presente documento è un mezzo preclinico con cui farmacoterapie modificante la ricaduta possono essere testati, e fattori genetici e ambientali che contribuiscono al rischio di ricaduta possono essere indagati. Questo è un compito dell'operatore per comportamento alla ricerca di droga che si allinea con molte proprietà del doping umano e della ricaduta, e molte pubblicazioni hanno ottimizzato i parametri dose e consegna chiave droga così come adottato opportuni controlli per stabilire la validità di viso e traslazionale potere predittivo28,36,37,39,51. Questo modello è stato pubblicato recentemente in uno studio da Miller et al. studia l'uso di una gamma di peroxisome proliferator-attivato peroxisome (agonista PPARγ come un farmacoterapeutico per attenuare la cocaina cue reattività57. Questo studio ha mostrato che pioglitazone (un agonista PPARγ) risposta ai segnali di cocaina-accoppiato seguito forzato l'astinenza da autosomministrazione di cocaina in diminuzione. Poiché pioglitazone è approvato dalla FDA, Miller et al. studio richiesto un test clinico pilota due bracci, in doppio-cieco, randomizzato, controllato con placebo, di esaminare l'efficacia di agonismo PPARγ nel sopprimere la reattività di cue di cocaina, il impulsivity e processo decisionale rischioso. Il merito traslazionale e la validità predittiva del modello del roditore è supportato dalla Schmitz et al. pubblicazione58 su questo studio pilota in cui cocaina-dipendenti soggetti trattati con pioglitazone ha esibito un trattamento x l'interazione in tempo per brama ridotta auto-riferita come misurato tramite la breve scala di Craving di sostanza e una scala analogica visiva per voglia matta di58. Quindi, pioglitazone promettente come un trattamento di prevenzione di ricaduta per CUD, coerente con Miller et al. dati preclinici.

Questo test di reattività del ratto cocaina cue durante l'astinenza ricapitola autosomministrazione a umano cronico della cocaina con intermittente breve (ad es., ore 21) e lunghi (ad es. 30 giorni) periodi di astinenza, la possibilità di creare parallelo set di dati tra gli esseri umani e modelli del roditore. Tuttavia, questo protocollo si differenzia dal modello estinzione-reintegrazione più pervasivo che misura il tempo di assunzione di droghe o - cerco seguendo un processo di estinzione e (in genere) un'astinenza periodo33,34,35 ,59. Anche se il modello di estinzione-reintegrazione detiene validità predittiva33, ha anche notevoli limitazioni. In primo luogo, il processo di estinzione procede con l'esposizione delle saline e cocaina auto-somministrazione di gruppi nel contesto di auto-somministrazione in assenza di droga rinforzo60 che raramente è ricapitolata in esseri umani da stecche di droga sono stati dell'umore, luoghi e persone44— le indicazioni che non possono essere facilmente copiate in una regolazione clinica45,46,47. In secondo luogo, durante il processo di reintegrazione, ratti mostrano bassi livelli di risponde creando un effetto di piano che sopprime la capacità di rilevare gli effetti di interventi per ridurre la droga in cerca di comportamento33— un problema che viene risolto rimuovendo estinzione dal addestramento estinzione diminuisce risponde. Alcuni potrebbero obiettare che la sessione di test di reattività 60 min cue sopra descritta potrebbe servire come una sessione di estinzione. Tuttavia, il fatto che il protocollo include non-droga rinforzo, la sessione di test non si ripete, e ratti mantengano la motivazione per l'autosomministrazione successiva dopo cue reattività test suggerisce che questo disegno di prova non induce estinzione 36.

Un ulteriore problema è se la durata della sessione autosomministrazione relativamente breve impiegata (180 min) è sufficiente per rafforzare successivi self-administration. Tuttavia, la letteratura indica che questo regime costantemente risultati in un modello stabile di ratto cocaina autosomministrazione37,39,51,57,61, fornire meno variabilità tra gli animali che permette lo sperimentatore ordinare gli oggetti in gruppi di trattamento post-self-administration, se lo si desidera28,39,51,57. Tuttavia, dovrebbe essere notato che la breve durata e sessione breve procedura di lunghezza non ricapitolare interamente umano self-administration, dove in genere binge-come i modelli emergono in cocaina-dipendenti soggetti62. Tuttavia, se continuo auto-somministrazione è consentita nei modelli del roditore, i tassi di mortalità sono estremamente alta63.

Altre variabili da considerare sono il tasso di dose e infusione di cocaina poiché questi influenzano la sensibilizzazione della risposta soggettiva ricompensa. Velocità di infusione aumentare sensibilizzazione agli effetti rinforzanti di cocaina, mentre più lenta velocità di diminuirlo64. Poiché la curva dose-dipendenza per l'autosomministrazione di cocaina è una forma di U rovesciata e dose influenza il numero di infusioni per ora55; il protocollo di cui sopra utilizza una dose che cade vicino al picco della curva dose-risposta in access a breve e a lungo termine accesso procedure61 in modo da rilevare cambiamenti nel numero di infusioni. Controbilanciare le leve è un altro importante controllo per garantire che i ratti non mostrano preferenza per una leva sopra l'altro.

I risultati rappresentativi della Figura 1 Visualizza dati da maschio, topi Sprague Dawley. Storicamente, questi studi sono stati limitati ai ratti maschi a causa degli effetti del ciclo estrale acquisizione di cocaina autosomministrazione65 e66di estinzione/reintegrazione. Dal sesso come una variabile biologica è ora affidata per studi finanziati dal NIH, è diventato imperativo per monitorare la fase di estro e test per le differenze del sesso in misto sesso Studi e, come tale, potere statistico deve essere considerato per gruppi tutti sperimentali. Un'altra nota, l'uso di un ceppo di ratto nazionali, come per esempio topi Sprague Dawley, è utile in quanto fornisce variazione genetica più paragonabile alla popolazione umana — anche se ceppi roditore anche nazionali non possono ricapitolare completamente il pensiero di diverse influenze genetiche alla base di comportamenti di dipendenza-come esseri umani67. Infine, l'età dell'esposizione iniziale della cocaina è una considerazione importante. Nei ratti, l'esposizione alla cocaina durante risultati di adolescenza in una preferenza di posto condizionata che richiede un maggior numero di prove di estinzione per estinguere68, suggerendo che il ratto adolescente dimostra una maggiore persistenza alla ricerca di cocaina comportamento. Così, l'esposizione postnatale prenatale e precoce alla cocaina probabilmente altererà reattività di cue di cocaina.

Perché estinzione non è l'obiettivo di testare la reattività cue, una limitazione è che l'attività non può essere valutato più volte o nel corso di lunghi periodi di tempo, altrimenti l'animale si spegne l'abbinamento del rinforzo (primario) di cocaina con il (complesso discreto spunto condizionata, induritori). Così, deve prestare attenzione quando si progetta l'esperimento per garantire che questa estinzione non si verifica. Tuttavia, un vantaggio di questa attività è che i cambiamenti biochimici precisi indotti tramite l'esposizione ai segnali di cocaina-abbinato possono essere delucidati usando questa procedura. Una seconda limitazione all'attività è che funziona solo per rinforzi positivi, anche se si tratta di una limitazione comune a molti modelli per le droghe di abuso. Passaggi critici nel protocollo comprendono il mantenimento della pervietà del catetere (punto 2.2), acquisizione di autosomministrazione (punto 3.2), adeguata distribuzione dei ratti in gruppi di trattamento, se lo si desidera, che sono statisticamente equivalente per infusi e numero di Pressa a leva (punto 3.2.6) e software adeguato di programmazione in tutto affinché segnali discreti sono presentati e abbinati con lo stimolo di cocaina durante la formazione di auto-somministrazione e il test di reattività di cue (passaggi 3.1, 5.1). Come con altri modelli di vulnerabilità di ricaduta, è imperativo per ottenere una lunghezza ragionevole dell'astinenza per evitare di pavimento e soffitto effetti su blocca durante il cue reattività prova33,34 (passaggio 4). Probabilmente le complicazioni all'incontro con questa procedura sono: 1) perdita di pervietà del catetere impedendo l'acquisizione di autosomministrazione, 2) errata distribuzione dei roditori in gruppi di trattamento che seguono la formazione di auto-amministrazione e prima del cue reattività test causando un errore di tipo 1 o tipo 2 e 3) astinenza insufficiente per determinare le differenze nella risposta tra i gruppi. Questi possono essere risolti mediante valutazione giornaliera di autosomministrazione prestazioni, catetere comune vampate, assegnazione ai gruppi di analisi post-hoc dopo il bilanciamento per autosomministrazione prestazioni e prove pilota determinare astinenza appropriato durata per roditore ceppo, età, durata della sessione di auto-somministrazione e durata, farmaco, dose di farmaco, la durata di infusione di droga e sesso.

Questa procedura è estendibile a molti ceppi di roditori, tra cui topi69e qualsiasi modello che prevede l'abbinamento di un rinforzo gratificante primario con segnali discreti (induritori condizionati). Induritori primari alternativi includono altre classi di farmaci, grassi alimentari e altre ricompense appetibile69,70. Infine, traslazionale rilevanza di questo modello è stato dimostrato di portare avanti un intervento approvato dalla FDA provato in ratti ai soggetti umani CUD, che ha provocato il desiderio di cocaina ridotto. Così, la cocaina cue reattività prova seguito cocaina self-administration e astinenza detiene promessa come un modello del roditore traslazionale.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Gli autori non hanno conflitti di interesse a divulgare.

Acknowledgments

Tutti i test comportamentali è stata eseguita nel Università di Texas Medical Branch (UTMB) roditore In Vivo valutazione (RIVA) nucleo, diretto da Dr. Kelly Dineley e ospitato all'interno del centro per la ricerca di dipendenza, diretto da Dr. Kathryn Cunningham. Il supporto per questo lavoro è venuto dal Peter F. McManus Charitable Trust, National Institute of Environmental Health Sciences Center per tossicologia ambientale all'UTMB (T32ES007254), Istituto per le scienze traslazionale all'UTMB (UL1TR001439), Mitchell centro per le Malattie Neurodegenerative e Center for Addiction Research presso UTMB (DA007287, DA070087 e studio pilota fondi).

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

Neuroscienze problema 136 cocaina sostanze stupefacenti disordine self-administration reattività Cue ratti astinenza Cue ricaduta Operant condizionata droga droga in cerca traslazionale
Un protocollo per la misurazione Cue reattività in un modello del ratto di disturbo da uso di cocaina
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