一个过程来研究延长食品的限制对海洛因寻求戒断大鼠的影响

Behavior

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Summary

一个程序,可以让药物在寻求食物限制大鼠强大隆胸的示范说明。继海洛因自身给药训练,大鼠经过一个禁欲时期,在一个无毒品的环境,在此期间,他们是温和的食物限制。觅药,然后在药物相关的环境中进行测试。

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Sedki, F., D'Cunha, T., Shalev, U. A Procedure to Study the Effect of Prolonged Food Restriction on Heroin Seeking in Abstinent Rats. J. Vis. Exp. (81), e50751, doi:10.3791/50751 (2013).

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Abstract

在人类的吸毒者,接触到药物相关线索或以前与吸毒相关的环境中也能戒酒过程中引发复发。此外,各种环境挑战可能加剧这种效果,以及持续增加药物摄入。

我们在这里描述的过程凸显了一个共同的环境挑战,食物限制,对药物的渴求被表示为觅药戒断大鼠的增强的影响。

大鼠植入慢性静脉静脉导管,然后训练按下一个杠杆 四海洛因一段10-12天。继海洛因自我管理相大鼠从操作性条件反射室取出并​​安置在动物护理设施,为期至少14天。当一组是根据不受限制地访问食品(吃饱集团)维护,第二组(FDR组)暴露于英里LD食物限制方案,结果在它们的体重保持在90%的不受限制的体重。在限食14天的大鼠被调回药物的培训环境,以及寻求药物测试消光条件下运行( 。杠杆压力机不会导致海洛因交付)。

这里介绍的方法导致海洛因寻求的高度可靠的隆胸考试当天在食品的限制作用。此外,相比我们之前已经使用了严重的粮食匮乏的操作,目前的程序是更多的临床相关模型的热量限制在寻求药物的影响。此外,它可能是更接近人类生存条件的大鼠不需要寻求药物测试,这是受欢迎的恢复过程的一个组成部分之前,要经过一个灭绝培训阶段。

Introduction

其中一个在戒毒治疗中的主要困难是复发率很高,即使在禁欲1,2长时间。在研究人类成瘾者已经确定的环境挑战的重要贡献,如接触到药物相关的离散线索或环境3和应激性生活事件4,复发。被发现有吸毒和渴求的影响的共同的环境挑战是长期的粮食限制。例如,已经报道,慢性热量限制与增加卷烟吸烟5相关联。  此外,节食的严重程度(限制热量)是积极与使用毒品的年轻女性6患病率增加相关。但是,基本的脑机制尚不完全清楚。

由于涉及到人类的研究,动物模型小时实用和伦理方面的考虑AVE已经发展到确定相关的神经机制。我们以前使用的复职程序7,8展示复牌熄灭觅药大鼠暴露在急性(24-48小时)食物匮乏9,10。然而,恢复过程的一个组成部分是消光周期不是药物成瘾治疗11的共同特征(但参见Epstein 等人12年的恢复过程的有效性进行全面的讨论)。此外,在人类中,只有长期的粮食限制,但不严重的粮食匮乏的饮食操作的具体情况,结果表明,以有效地提高吸毒5,13。

因此,我们提出了“节欲程序”14,允许长期粮食限制觅药的影响的研究。使用这种方法,我们最近展示了h的稳健增强eroin寻求戒断大鼠暴露于轻度限食15 14天。

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Protocol

1。动物

所有大鼠被视为按照加拿大动物保护协会的指导方针和批准所有的实验程序被授予由Concordia大学动物研究伦理委员会。

  1. 获得大鼠在275-300克(男性)或225-250克(女)。房子老鼠成对直到手术在标准的塑料笼中含玉米芯床上用品和碎纸。
  2. 大鼠维持在一个颠倒光暗周期(上午9:30灯熄灭)。
  3. 确保食物和水,可自由采食 ,除了在禁欲期。我们使用一个普通大鼠饲料(20.9%蛋白质,67.2%的碳水化合物和11.8%的脂肪)。

2。导管和连接器

  1. 使导管散装,并根据需要在一段时间下高压灭菌长时间使用。
  2. 切硅橡胶管12厘米长的小段。
    1. 用牙签,把一个小降硅的导管周围3厘米的小费。
    2. 让硅干燥24小时,然后高压灭菌和存储导管。
  3. 弯曲的“10式”套管,将作为一种连接器,在一个直角的塑料座的长管​​,然后进行高压灭菌和储存。
  4. 装配,在无菌条件下,在手术当天的导管,通过推动硅橡胶管在“10式”套管,大约有一半的方式向塑料基座的弯曲金属管的“长”边。
    1. 通过聚乙烯管和减弱22号针头的1ml注射器填充用无菌生理盐水连接的“10式”管。
    2. 通过导管冲洗盐水,以确保通畅流动。

3。静脉置管术

  1. 手术前允许在动物护理设施(ACF)驯化后一周的老鼠。不要对大鼠体重进行手术低超过300-325克(男性)或250-275克(女)。
  2. 术前体重及麻醉大鼠用氯胺酮/甲苯​​噻嗪混合物(一十三分之九十毫克/千克,IP)。
    1. 刮胡子,然后清洁头部和右肩的区域(靠近脖子的基地)用酒精和手术擦洗。
    2. 注射青霉素(45万IU /只,SC),以防止感染,和2 ml生理盐水(SC)的水化。适用撕裂凝胶老鼠的眼睛,防止干燥引起的麻醉。
  3. 将大鼠在其腹部和做一个切口,用手术刀,在头顶,眼睛之间,和尾侧对大鼠的耳朵。
  4. 将大鼠在其背面带有贴在表面上的前臂。提起皮肤切口区域,只是吻到锁骨,用血管钳,使1厘米的纵向切割用小剪刀。
  5. 使用两连败钳,分离脂肪等组织,直到颈外VEIn被暴露出来。
  6. 直推钳提示静脉与周围组织提起并分离静脉下。从任何粘附的组织仔细清理静脉,然后插入弯钳静脉下保持它抬起并稍微拉长。
  7. 做一个小的,v形,切断对静脉的上表面上使用小弹簧剪刀。
    1. 持有使用血管扩张器切割开,推进“短”,3厘米导管尖端插入对心脏的静脉,直至硅降在切口处。
    2. 栓导管向静脉用3缝合:1尽量尾越好,1只是喙与硅氧烷下降,而第三个远喙越好。
    3. 通过下面的每个缝合导管传递生理盐水,以确保它仍然通畅,而缝线不能过紧。
  8. 取下胶带绕臂和下放置鼠腹侧。
    1. 插入止血钳吨hrough头部切口的尾侧推至肌肤从底层组织分开来创建一个皮下“口袋”。
    2. 指导对上插入导管处的肩膀开幕皮肤下的止血钳。
    3. 用止血钳通过结缔组织突破,并紧紧夹住导管在最喙点,的基础下“10行动”。
  9. 卸下“10行动”,并在皮肤和出位于老鼠的头顶部的切口螺纹导管的长端。
    1. 用剪刀剪去下面那里的止血钳被夹住导管并重新连接的长端“10行动”。
    2. 沿着“10行动”一路塑料底座的金属轴拉导管。通过传递生理盐水,以确保自由流动。
  10. 放置在它的后面的老鼠,只缝合锁骨附近的切口。头部切口应REMA在开放的。
  11. 将大鼠在立体定位仪。拉扯皮肤走在切口处用头牛头犬夹和干净的顶部和干颅骨表面。
  12. 使用手动钻头,钻四点五十六孔入颅并插入机器螺丝插入孔中,作为脚手架的头盖。
    1. 将螺丝之间的“10式”连接器和掖导管的多余长度到皮下的“口袋”以前用止血钳进行。
  13. 用牙科水泥贴上“10行动”的头骨的顶部。从立体定位仪中取出大鼠后的水泥被完全干燥。
  14. 给大鼠术后护理,其中包括酮洛芬(止痛; 5毫克/公斤,SC)和2毫升生理盐水(SC)。管理酮洛芬额外2天后手术,以帮助进行疼痛管理。
  15. 开始48小时手术后,每天冲洗大鼠瓦特肝素和庆大霉素的无菌生理盐水的第i个的混合物(7.5 IU + 12微克; 0.2 - 0.3毫升)贯穿〜2天内恢复时期,并通过海洛因自我管理的阶段。

4。行为过程

时间轴海洛因求的限食引起隆胸的过程是在图1。

  1. 操作性条件反射室。
    1. 房子大鼠分别在操作性条件反射腔封装在声音衰减配备了一个风扇的木制车厢。
    2. 各室由不锈钢金属网格地板,正面和背面的有机玻璃墙和两个金属板侧壁。山2伸缩杆9厘米上面右侧壁的地板,并找到一个提示灯每杆上面。响应于该药物配成对(有源)杠杆激活的输液泵,而在非药物配对的(无效)杠杆响应没有可编程的后果。</ LI>
    3. 找到一个音模块(2.9千赫)主动杆上面,并在左侧壁的顶部中心位置的红房​​子光。
    4. 通过液体的旋转和Tygon管与金属弹簧保护连接药物泵导管。此外,装备各室与食物料斗和一个水瓶,允许无限制地获得食物和水。
  2. 每天习惯:
    1. 下面从手术后恢复将大鼠操作性的培训室,并允许24小时习惯的时期。
    2. 不要连接到大鼠的金属弹簧和不激活cue-light/tone复杂。
    3. 确保活动的杆保持缩回,但保证不活跃杆延伸,以帮助在训练两杆之间的歧视。
  3. 海洛因自身给药:
    1. 5式连接器连接到聚乙烯管和附加金属弹簧。
    2. 让大鼠自ADMinister海洛因在3小时的时间间隔分隔的三个3小时的会议(0.1毫克/千克/输液)为10天。
    3. 开始每次会议后发病的黑暗阶段(上午9:30左右在我们的实验室)的活动和非活动杆的延伸,以及屋内光线和激活cue-light/tone为复杂的照明30秒。
    4. 在此期间,屋内灯被关闭,该球杆光/音调复杂的主动杆以上是对主动杆结果在活化的药物泵(5秒0.13毫升/注射),以及一个20秒的超时周期起始的反应激活(FR-1,20秒超时)。在超时期间,积极杠杆的反应被记录,但不会增强。暂无营业杠杆的反应被记录,但没有可编程的后果。
    5. 下列每3小时会议,主动杆缩回,而无效的杠杆保持伸出,直到1个小时第二天的第一届会议之前。
  4. 禁欲和食品的限制:
    1. 下面的自我管理训练,从操作性条件反射腔取出大鼠及个别安置他们在ACF,并给予不受限制地获得食物和水一药物洗脱一天。
    2. 划分大鼠分为两组:食物限制(FDR)或吃饱,根据体​​重,跨越最后5天的训练输液和主动杆响应的数目匹配。
    3. 随着药物洗脱天,取出罗斯福老鼠的食物,喂它们约15g大鼠饲料的下午1:30。调整食物的量跨越禁欲14天,以保持罗斯福大鼠体重(BW),以自己的基线体重的约90%。
  5. 寻求药物试验:在禁欲14天早上,返回大鼠的操作性条件反射腔,并将其连接到金属弹簧。使用1小时或3小时的会话期间有效和无效的杆响应具有相同的后果S IN自我管理训练,不包括药物( 在灭绝条件)的可用性。

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Representative Results

随着时间的推移体重 :典型的结果表明,体重在整个海洛因自身给药训练保持稳定。在禁欲,大鼠不受限制地访问州城增加他们的体重,而那些被限制的食物减少他们的体重,以自己的原体重的约90%或吃饱大鼠体重的75-80%( 图2)

输液,在培训活动和非活动杆反应 :输液和主动杆响应增幅比训练日,而无效的杠杆回应不( 图3)。通常情况下,主动杆响应增加整个训练并稳定在较高的速率响应的。暂无营业杠杆回应仍微不足道整个培训,标志着大鼠都已杆之间正确区分。最后,采取了若干输液会增加整个培训和保持稳定的速度比主动杆响应的下部。这个离解是可能的,因为在20秒的超时下列药物输注。

在考试当天活动和非活动杆回应 :主动杆响应为食品受限大鼠显著增加相比,吃饱大鼠(我们经常观察到治疗组之间250%的差异,请参阅第15)。不活动的杆响应是最小的,可比的食物限制,吃饱大鼠( 图4)之间。

图1
图1。实验过程的时间表。该过程包括三个阶段。动物先训练自我管理的药物中的球杆/音调络合物(海洛因自我管理相)的存在,则移动到一个不同的上下文和经过了一天的药物洗脱期。每天冲洗其次是禁欲,其中大鼠给予食物限制或无限制地访问食品养生之道的一个长时间。在禁欲的 14天,大鼠返回到自我管理的环境,在药物配对线索存在一个寻求药物测试灭绝条件(寻求药物测试阶段)下, 点击此处查看大图

图2
图2。在限制(FDR)和心满意足组食品的体重,整个实验天。所有大鼠进行10天,海洛因自身给药训练操作性的培训室,并在动物护理设施的A 1日药物清洗。大鼠按体重匹配我们洞察力,积极响应杆和药物输注前分离成FDR或饱食组。 点击这里查看大图

图3
图3。输液,活跃,不活跃杆反应过程中海洛因自我管理培训方面的数量。海洛因(0.13毫克/千克/输液)是自我管理的三个3小时的会议,超过10天,FR-1,20秒下超时加固的时间表。 点击这里查看大图

图4
网络连接GURE 4。暴露在延长食品的限制(FDR)对海洛因寻求戒断大鼠的影响。数据代表典型的active和inactive杆在考试当天响应。考试当天由一个1小时(或3小时)测试环节灭绝条件下,下列海洛因自我管理培训和罗斯福在禁欲或吃饱条件的14天内。 点击这里查看大图

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Discussion

这里所描述的过程具有很强的表面效度,因为1)它允许自愿服药及以上药品监督管理部门控制,2)它采用的给药途径是人类共同的吸毒者,3)它反映了(相对)延长药物暴露的时期和禁欲,和4)避免了寻求药物测试是不可或缺的恢复过程,但在人类成瘾者14很少观察到之前的灭绝培训。此外,该过程模型考虑热量限制对觅药5的影响时,被认为是至关重要的一个延长食品的限制条件。

在我们在这里描述的协议,大鼠被安置在通过药物的自我管理周期(24小时/天)的操作性条件反射腔。有可能通过使用其中的大鼠调回ACF一个是“敢死队”的协议,以提高数据收集的效率折后单日训练结束后,允许多个组每天接受训练。然而,这种方法可能更适合可卡因训练,因为海洛因优选以“家”的环境16。我们还没有评估使用敢死队选项程序的效率。另一种方式来增加该过程的通量是由10-12天错开对两组大鼠的药物自我管理训练。采用这种设计,大鼠在第二组中被训练为自我管理,而第一组穿过在ACF的节欲期。第二组药物的自我管理培训必须得出结论,至少一天的测试计划在第一组之前,以便彻底清洗室。

我们曾报道15日之前,该限制期的长短是关键,与限食3-5天未能扩大海洛因寻求在电子ND的禁欲期。我们没有观察到增加的食物限制操作的功效与增加曝光时间段(〜28天;未发表数据)。

还值得一提的是,自我管理阶段和禁欲时期的上下文中的变化似乎是寻求毒品的增强非常重要的。我们已经收集到的建议对食品的限制大大减少的效果时,大鼠在戒断期间(未发表的观察)保持在药物的培训环境中的数据。

总之,海洛因求的限食引起的增强是一个强大的,易于推广的效果。因此,它允许在背后复发以下禁欲,使用药物预处理,神经化学和神经元活动的在线监测采用微透析或电生理技术,产后-T的神经机制研究高效的设计EST的组织学分析。

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Disclosures

批准所有的实验程序被授予由Concordia大学动物研究伦理委员会,按照加拿大动物保护协会的指导方针。作者宣称,他们有没有竞争的财务权益。 FS和TD同样促成了这里,并在稿件的写作提出了程序的开发。

Acknowledgments

这项工作是由自然科学与工程理事会探索项目(美国:298915)的支持,该基金去RECHERCHE魁北克 - 桑特(CSBN),和加拿大研究教席计划(美国)。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Name Company Catalogue Number
Ketamine (Vetalar, 100 mg/ml) Bioniche Animal Health Obtained through local distributer
Xylazine (Rompun, 100 mg/ml) Bayer Obtained through local distributer
Heroin HCl National Institute for Drug Abuse, Research Triangle Park, NC, USA
Anafen injection 1 mg/ml Vial/20 ml CDMV, Canada 12868
Equipment
Name Company Catalogue Number
Silastic tubing (ID 0.02, OD 0.037) Fisher Scientific 1118915A
GE marine silicon GE SE-1134
Tygon tubing (ID 0.02, OD 0.060) VWR 63018-044
Cannulae (22 G, 5-up) Plastics One C313G-5up
Liquid swivels, plastic, 22 G Lomir Biomedical, Inc. RSP1
Fixed speed infusion pump (3.3 rpm) Coulbourn Instruments A73-01-3.3
Rat test cage Coulbourn Instruments H10-11R-TC
Stainless steal grid floor Coulbourn Instruments H10-11R-TC-SF
House light-rat Coulbourn Instruments H11-01R
Single high-bright cue-rat Coulbourn Instruments H11-03R
Tone module 2.9 kHz Coulbourn Instruments H12-02R-2.9
Retractable lever-rat Coulbourn Instruments H23-17RA
Balance arm Coulbourn Instruments H29-01
Sound attenuation boxes Concordia University Home made
System controller 2 Coulbourn Instruments SYS CTRL 2
System power base Coulbourn Instruments H01-01
Habitest Universal Linc Coulbourn Instruments H02-08
Environment connection board & Linc cable Coulbourn Instruments H03-04
Graphic State Notation 3 Coulbourn Instruments GS3

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References

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