在实验室老鼠研究求可卡因电击诱导恢复原状的程序

Published 1/06/2011
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Neuroscience
 

Summary

动物模型复发,被称为复职程序,已被广泛用于研究复发的药物寻求在应力的作用。在这里,我们报告恢复寻求通过在实验室老鼠轻微,间歇性的电动电击急性暴露可卡因诱导的方法。

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Kupferschmidt, D. A., Brown, Z. J., Erb, S. A Procedure for Studying the Footshock-Induced Reinstatement of Cocaine Seeking in Laboratory Rats . J. Vis. Exp. (47), e2265, doi:10.3791/2265 (2011).

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Abstract

最阴险的吸毒方面是高复发倾向。动物模型复发,被称为复职程序,已被广泛用于研究神经生物学和现象复发的药物使用。虽然在过去的几十年中出现了程序上的差异,最传统的复职程序是基于对药物的自我管理(SA)模型。在此模型中,动物是训练有素的执行操作性的响应,获得药物。随后,该行为是代扣响应队伍加固熄灭。然后触发由一个独立的事件,如注射培训的药物,重新接触到药物相关线索,或接触到应激1,药物寻求复职。

复职程序最初开发研究急性非培训药物,以寻求恢复的药物在老鼠和猴子1,2的队伍暴露的能力。复职程序,至今已修改,以研究环境的刺激,包括与毒品相关的线索和曝光,以各种形式的压力的作用,在复发的药物,寻求1, 3,4。

在过去的15年,恢复文学的主要重点一直在药物的作用复发的压力。压力的最常用的形式之一,为研究这种关系是轻度的,间歇性的,电动footshocks急性暴露。电击压力的能力,以诱导恢复寻求药物原是沙哈姆和他的同事(1995)表明,在大鼠的静脉注射海洛因SA 5的历史。随后,效果是广义大鼠静脉注射可卡因,甲基安非他明和尼古丁的SA,以及6 SA 3,口服乙醇的历史。

虽然电击引起的药物寻求复职可以实现可靠和有力的,它是一种效果,往往是敏感的某些参数化变量。这些措施包括灭绝和恢复测试会议的安排,电击应力的强度和持续时间,和在场的灭绝和测试复职过程中与毒品相关的线索。在这里,我们提出了一个电击诱发的要求,我们有一致的成功用于研究的压力和可卡因寻求之间的关系可卡因复职的协议。

Protocol

1。畜舍和驯化程序

  1. 男性长埃文斯大鼠,体重300-325克,在动植物公园的到来的时间单独采用标准的塑料笼中含有再生纸颗粒床上用品,用铁丝电网盖容纳瓶装水和食品。
  2. 老鼠保持反向明暗的时间表(19:00至07:00的灯光),在温度和湿度控制动植物公园。
  3. 食物和水,可随意在整个实验家笼。
  4. 老鼠可以使其恢复到手术前一个星期的动植物公园和住房条件。在这段时间内大鼠不受干扰,除了日常的清洁,喂食,体重监测。

2。静脉导管手术

  1. 在异氟醚气体麻醉,并使用标准的无菌手术技术,老鼠准备与硅橡胶在右颈静脉导管。到修改后的导管(塑料一)在头骨表面,和导管,导管退出安装的头骨与珠宝商“螺钉和牙科水泥。手术过程中的详细信息,请参阅 7 ,8。
  2. 在手术结束时,导管冲洗约0.2毫升含有50%的肝素(1000 IU)和50%的葡萄糖(25 g/50毫升)的解决方案。一个塑料拦截器是放置在开放的套管,以保护外部碎片的导管,保持导管通畅。
  3. 在手术时间,并再次手术后的一天,大鼠的镇痛酮洛芬管理5毫克/公斤,SC。
  4. 允许大鼠实验手术前至少7天才能恢复。在这段时间里,老鼠留在家里的笼子里不受干扰,除日常清洁和喂养,重量和一般健康状况的日常监测。在复苏期的最后一天,与肝素/葡萄糖溶液(2.2节),以确认导管通畅导管刷新。

3。行为程序

利用MED Associates公司(VT),圣奥尔本斯,提供的设备,所有的行为的程序进行。设备,安置在一个专门的房间,包括一个标准的操作性商会,每一个声音衰减外壳内包含的设置。每个操作性室配有两个可伸缩杆,都升高6.5厘米以上的不锈钢棒地板。一个白色的刺激指示灯位于正上方一杆,输液泵(Razel科学仪器,圣奥尔本斯的刺激轻,激活的同时照明,杆(所谓的“积极的”杠杆)结果的反应, VT)。该泵是位于城外操作性室的架子上,但机箱内的声音衰减。其他杆(所谓的“不活跃”的杠杆)是留在会议厅内扩展到所有的实验程序;响应此杆,而后果是。最后通过加扰器提供恒流,间歇性的,不可避免的,电动电击钢线材的地板上,每室配备。所有的实验条件下(例如,激励演讲,药物注射,电击),以及数据记录和整合,通过的试验室和一台中央计算机操作系统MED Associates的软件(MED - IV)之间的接口完成。

实验在5个阶段进行:1)习惯; 2)可卡因的SA; 3)药物无期; 4)灭绝,和5)测试复职。在所有阶段(为无毒的时期除外),老鼠被转移从房屋室内操作性试验室的日常会话。动物是单独转让,在小塑料容器。食物和水,不具备操作性商会。

  1. 习惯
    1. 二十四小时前的第一可卡因SA届会议(见3.2节),老鼠是允许在一个单一的2 - H会议的操作性商会habituate;在本届会议期间的活动杆缩回。
  2. 可卡因的SA培训
    1. 每天的训练课之前,老鼠是衡量在住房里。随后他们被转移到操作性商会。
    2. 一旦被安置在操作性商会,弹簧管总成(延长药物输液泵)是连接到头骨上的套管。
    3. 老鼠被允许在日常的自我管理可卡因盐酸3 h会议,共8-10天,(连续或两个干预“天”之间的会议5和6)。
    4. SA会议之间的早上(9:00-12:00)和下午(13:00-16:00)备用。 SA的会议时间是交替的,因为在随后的实验(即灭绝和测试)阶段的程序都出现吨对所有动物的IME一天(见第3.4和3.5),因此,这种安排可以防止任何一天的时间在随后的毒品寻求行为混杂影响。
    5. 每次训练前一个5分钟的驯化期,在此期间,动物翻供的积极杠杆的操作性商会。
    6. 在培训会议开始时,进入会议厅,并扩展活动的杠杆,刺激光(位于上面的积极杠杆)是30照亮第此外,房子光在这个时候被激活,并保持在整个会议期间照亮。总之,这些事件信号的可卡因供应。
    7. 会议期间,活动杠杆的反应是强化了可卡因的3 - S输液固定比率1加固的时间表(0.23 mg/65微升,IV)。激活输液泵和药物输送的同时,上述活动的杠杆刺激光的20 - S激活。这20 - S光介绍对应一个“超时”期间这额外的积极杠杆的反应被记录,但没有加固。
    8. 动物被允许最多每3小时会议的50输注。我们经常要求我们的工作标准,在我们的经验,发现,它大大降低,如果不消除,由于过量而死亡的事件。
    9. 在每天的会议结束时,老鼠的导管冲洗0.2-0.3毫升的肝素葡萄糖溶液(见2.2节)和老鼠返回自己的家乡笼。
  3. 无毒期
    1. 最终可卡因SA会议后,大鼠不受干扰(除了日常的清洁,喂食,体重监测)最少7天的家庭笼。
  4. 消可卡因训练有素的行为
    1. 老鼠被转移到09:00-10:00之间的灭绝培训的操作性商会。
    2. 春天和油管大会是连接到颅骨安装套管。
    3. SA的培训条件,每天灭绝的培训是前一个5分钟的驯化期,在此期间,动物翻供的积极杠杆的操作性商会。
    4. 老鼠然后给出了四个60分钟灭绝会议,30分钟的时间间隔分开。每60分钟的会议是由相同的事件发生在培训班开始(也就是说,房子光照明,延长了积极的杠杆,和30秒以上活跃杠杆的刺激光照明)发起。整个会议的所有条件,目前在南非训练保持(即刺激光响应队伍的照度为20秒和3 - S输液泵的激活),除了积极杠杆的反应不再是钢筋可卡因注射。在30分钟的间隔分开每60分钟灭绝会议,活动杆收回房子的灯熄灭。
    5. 在最后的60分钟会议结束时,老鼠是返回自己的家乡笼。
    6. 步骤3.4.1。 3.4.5。连续3天重复。
  5. 电击压力恢复可卡因训练有素的行为
    1. 大鼠被转移到09:00-10:00之间的操作性商会
    2. 在被安置在操作性室,弹簧和油管总成连接到颅骨安装套管。
    3. 培训和灭绝的条件,提供了一个5分钟的驯化期,在此期间,大鼠的积极杠杆的操作性商会收回。
    4. 大鼠,然后给60分钟灭绝的两个会议(见3.4.4)一个30分钟的间隔隔开,在灭绝阶段给予的相同。
    5. 如果第二个60分钟的会议后的反应以前的活动杆的总人数是小于15,动物都给予复职的考验后,一个额外的30分钟间隔。在这30分钟的时间间隔,电击或电击深水(即,没有电击)管理(见3.5.6)。如果一个标准的15个或更少的积极杠杆的反应是不是取得了第二届会议后,一个额外的灭绝会议(S)的事先测试复职。
    6. 十几分钟后第二个60分钟灭绝会议(或之后的任何额外的60分钟灭绝会议(S)建立了15个或更少的响应灭绝标准),动物暴露于间歇性的电动电击压力的20分钟(或假电击)在操作性室。电击是在一个活动杆缩回,房子和刺激的灯都熄灭时的时间。电击是根据一个变量的平均间隔40秒(10-70 s范围内)的时间表交付。每个冲击强度为0.9毫安交付,并在持续时间为0.5小号。电击这些参数是基于广泛的试点工作在我们的实验室,建立可靠的恢复,与最低的强度和持续时间电击曝光寻求可卡因。根据这些参数,动物展览自反跳跃的反应,以0.5秒的冲击,并偶尔发出一个简单的发声。虽然整个休克期观察动物,冲击强度足以诱发遇险的迹象更加明显。
    7. 立即终止后的电击会议,活动的杠杆扩展和老鼠灭绝的条件下(即允许按杆,反应不加强与可卡因,但继续刺激光照明和输液泵的激活导致)。这段时间被定义为复职的考验,持续时间通常在1-3个小时。大多数响应发生在早期测试会话部分(第30分钟,1小时),随后更多的扩展测试期间熄灭。因此,1小时的测试足以捕获的修复效果,较长的测试周期的效果提供更完整的灭绝。
    8. 当采用重复测量设计,每只大鼠电击和深水电击条件下进行测试。步骤3.5.1。在随后的测试一天重复到3.5.8,管理复职(电击或电击深水)的替代试验。

4。代表性的成果:

图1
图1。程式化自我管理培训,灭绝和恢复测试期间的活动和非活动的杠杆活动响应型材。

图1给出了程式化的操作性响应型材,在此处所描述的实验协议的各个阶段中取得的典型。

1。主动杆反应

  1. 可卡因SA的培训。图1(左图)显示了一个典型的可卡因SA训练曲线,包括输液和积极杠杆压力机总数。大鼠一般在1-3会话收购可卡因的SA和行为一旦建立,维持稳定的药物摄入率超过以后各届会议(通常低于20%之间的会话方差)。
  2. 可以看出,在图1(中间面板)灭绝的第1天,当反应是首次非增强,积极杠杆的答复总数最初是高于在灭绝可卡因训练有素的行为。结束训练阶段(对应一个所谓的“灭绝爆裂”);渐渐地,在四个灭绝环节,响应减小。灭绝的2和3天,可观察到的响应(相对于前一天的最后一次会议期间指出,)有所恢复;然而,反应一般比灭绝的前一天开始减少和灭绝一般当天四次会议的收益更为迅速。
  3. 寻求重新可卡因 ,它可以在图1(右面板)看到,20分钟暴露于间歇性电击诱导增加活动的杠杆,相对前灭绝会议结束时指出,加强非响应。电击也导致在深水电击管理的条件下观察到的响应相对增加。因此,恢复电击强调寻求可卡因可表示为:1)非增强反应暴露后,以电击的次数增加,相对反应在灭绝会议之前电击或2)非增强的数量增加深水电击电击相对的反应。

2。无效杆反应

可以看出,在图1(红色线),在整个实验阶段,有非常低的响应水平,与不活动的杠杆相关。然而,在响应此杆的适度增加,有时观察以下接触电击强调。即使在增加在应对发生的案件中,在积极杠杆的增加,响应趋向于按比例更大。

Discussion

在过去几十年,已发展到3 SA的恢复过程中的变化研究在实验室老鼠和猴子寻求药物复职。定义程序上的差异的差异主要药物SA,物种灭绝和测试会话是否发生在同一天或在不同的日子1。我们在本文中描述的过程就是通常所说的“之间的”会话的变化,因为药物SA出现在日常会话内(即在会议之间的方式),灭绝和测试阶段分开,但灭绝和测试发生在同一天(即在一个内部会议的方式)[例如,7,9] 。另外,在所谓的“会话之间”的程序,实验的各个阶段发生的顺序,如SA,消,和测试会在不同的日子(即会话之间的所有阶段)[例如,8,1011]。与此相反,在完成“内部会议”的程序,SA培训,灭绝,测试阶段都发生在同一天,例如,12]

虽然有电击引起的药物寻求复职程序使用不同的变化复职发表的报告,我们发现这应激(至少在一个可卡因SA的历史动物)是最有效的的灭绝和测试时发生在同一日(即,在“内”会议的方式)。另外,我们不得不寻求使用“会话之间的”完全的程序,成功地获得可靠的电击诱发可卡因复职,但只在动物整个实验8,或灭绝和测试过程中至少设在SA商会的条件13。这间会议的做法,超过在本议定书中所描述的缺点是,它限制,可在一次训练和测试的科目数量,从而降低数据收集的效率。虽然本议定书的条件下可以熄灭,只有一组动物在特定的时间进行测试,一个更大的吞吐量可以达到惊人的SA训练阶段两组大鼠的开始时间一个星期。在这种情况下,第一组的老鼠可以进入无毒的阶段,第二组进入第2周的SA培训,随后,灭绝和测试可以在第一组进行,而第二组是在其药物无相。这种方法可以更有效地利用资源和加快数据采集速度,而导致非常有效和可靠的的电击诱发复职。

更重要的是,在我们的程序,以前增强药物的行为和恢复测试的灭绝发生在与毒品相关的线索的情况。虽然我们从来没有开展药物相关线索的情况下灭绝培训或测试,这是我们的理解,基于个人通信的应激可能实际上是在诱导复职无效的,测试时,在扑灭线索的情况下发生的(至少在动物与可卡因SA的历史情况下)。这个变量系统的检查,和它带来的理论意义,是一个重要的问题,为今后的研究。

程序的最后一个因素值得评论的是,电击强调有关复职的效果似乎是高度敏感的背景下操作。例如,电击强调只有​​在有效地诱导的药物如果是药物SA和灭绝发生在环境管理寻求复职;,电击不恢复在一个新的背景下如果发生接触的应激药物寻求,提示应激和药物的影响复职14,环 ​​境之间的重要互动。

总之,电击恢复程序,如本文中所描述的,已经使用相当大的成功作出澄清的压力和药物复发之间的关系的基本行为和神经生物学机制。事实上,这些程序,修改,以适应药理预处理或针对特定神经元基板的神经化学物质的操作时,可以作为强大的工具,药物强调寻求复职的神经生物学特征。

Disclosures

动物实验在动物保健和加拿大多伦多动物保健委员会大学的加拿大会规定的准则和法规的规定执行。生产此视频赞助MED Associates公司的生产在这篇文章中使用的仪器。

Materials

Name Type Company Catalog Number Comments
Basic Drug Self-Administration Test Package for Rat Package Med Associates, Inc. MED-008-CT-B1
Deep extra tall MDF sound attenuating cubicle Basic Drug Self-Administration Test Package for Rat Package Component Med Associates, Inc. ENV-018MD
Standard modular test chamber with drug infusion top and waste pan Basic Drug Self-Administration Test Package for Rat Package Component Med Associates, Inc. ENV-008CT
Stainless steel grid floor Basic Drug Self-Administration Test Package for Rat Package Component Med Associates, Inc. ENV-005
House light, hooded, 28V Basic Drug Self-Administration Test Package for Rat Package Component Med Associates, Inc. ENV-215M
Stimulus light 1” white lens Basic Drug Self-Administration Test Package for Rat Package Component Med Associates, Inc. ENV-221M
Low profile retractable response lever Basic Drug Self-Administration Test Package for Rat Package Component Med Associates, Inc. ENV-112CM
SmartCtrl 8 Input/16 output package Basic Drug Self-Administration Test Package for Rat Package Component Med Associates, Inc. DIG-716P2
Single speed syringe pump, 3.33 RPM Basic Drug Self-Administration Test Package for Rat Package Component Med Associates, Inc. PHM-100
Rat self infusion package Basic Drug Self-Administration Test Package for Rat Package Component Med Associates, Inc. PHM-119B-23-D
Drug Delivery, Arm assembly Basic Drug Self-Administration Test Package for Rat Package Component Med Associates, Inc. PHM-110-SAI
Square wave aversive stimulator Footshock Stress Component Med Associates, Inc. ENV-414S
Patented quick disconnect harness for stainless steel grid floor Footshock Stress Component Med Associates, Inc. ENV-005-QD
Shock output cable Footshock Stress Component Med Associates, Inc. SG-219G-10
MED-PC IV Software Software Med Associates, Inc. SOF-735

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  1. i can not see the free access videos . why ?

    Reply
    Posted by: Anonymous
    June 22, 2011 - 8:41 PM
  2. Please contact us at support@jove.com and we'll try to figure out what the problem may be.

    Reply
    Posted by: Anonymous
    June 22, 2011 - 10:03 PM

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