Die Autoren bedanken sich bei Anni Lee und Maureen Byrne für ihre Hilfe danken, die Gründung der erweiterten Klimaanlage Platzpräferenz Protokoll.

Alle Vorgänge werden in Übereinstimmung mit dem Weill Cornell Medical College Institutional Animal Care und Use Committee Regeln durchgeführt. 1. Vorbereitung und Einstellung für Stereotaktische Lieferung von viralen Vektoren <ol><li> Wenn ein Instrument, sterilen Tupfer oder Hand tragen sterile Handschuhe durch den Kontakt mit einem nicht-sterilen Oberfläche verschmutzt ist, verwerfen oder erneut sterilisieren das Instrument mit einem Wulst heißen Sterilisator, entsorgen Sie den Tupfer oder ändern, um neue sterile Handschuhe. </li><li> Legen Sie eine Maus Käfig mit Decken auf einem Heizblock für post-operative Erholung erwärmen. </li><li> Einrichten elektrischen Rasierer für Scherkopf und Ethanol und Jod, um die Kopfhaut zu sterilisieren. </li><li> Wischen Sie Ohr Bars und Mund halten der stereotax mit 70% Ethanol. </li><li> Mit einem 5 ul Hamilton Spritze, auszuarbeiten 5 ul viralen Vektor (1 x 10 6 Viruspartikel / ul) und Einrichten in Spritzenhalter auf stereotax. </li><li> Mikrowelle Heizkissen oder drehen Heizkissen auf einend am stereotax. Mit einem sauberen saugfähigen Unterlage, um das Risiko von Verbrennungen zu verringern. Überwachung der Maus Körpertemperatur (zwischen 97-99,5 ° F) häufig den ganzen Vorgang. </li><li> Injizieren Maus (mit einem Gewicht von 22-35 g) mit einer Mischung aus Ketamin (100 mg / kg) und Xylazin (20 mg / kg). Sobald eine Maus ist betäubt, um Prise Schwanzspitze überprüfen die Maus Reflexe und beachten Sie jegliche Bewegung oder Reaktion, um sicherzustellen, dass die Maus ausreichend betäubt ist. </li><li> Shave Kopf zwischen den Ohren und Augen. </li><li> Reinigen Sie rasierten Kopf mit wechselnden Ethanol und Jod sterile Wattestäbchen. </li><li> Übertragen Maus Heizkissen auf stereotax. </li></ol> 2. Stereotaktische Mikroinjektion von viralen Vektoren <ol><li> Tragen Sie sterile Handschuhe während der Operation. Werden Handschuhe an irgendeinem Punkt durch Berühren unsterilen Oberflächen kontaminiert sind, die Handschuhe wechseln. </li><li> Null Zahn bar und Ohr bar Skalen. </li><li> Set Zähne Zahn in bar. </li><li> Schrauben in der Mündung. Wenn wackeln oder Whisker Umzugment jederzeit festgestellt wird, verwaltet ein IP Auffrischimpfung (~ 0,05 cm) von einer Mischung aus Ketamin (100 mg / kg) und Xylazin (20 mg / kg). </li><li> Schrauben in Ohr Bars. </li><li> Schmieren Sie die Augen mit Puralube. </li><li> Kopfhaut aufgeschnitten, nur hinter den Ohren mit einem Skalpell. </li><li> Platz Bulldogge Clips an den Ecken der Kopfhaut zu schälen die Haut vom Schädel. Bregma und Lambda sollte gut sichtbar sein. </li><li> Stellen Sie sicher, Nahtmaterial von Bregma Lambda ist gerade ausgerichtet. Wenn die Naht ist krumm nachjustieren Positionierung des Kopfes. </li><li> Überprüfen Sie, ob alle Einstellungen auf dem stereotax Null sind. </li><li> Setzen Nadelspitze in Ort bei Bregma. </li><li> Messen Sie alle Koordinaten für beide Bregma und Lambda. Dazu gehören dorsal / ventral, medial / lateral und anterior / posterior-Koordinaten. </li><li> Stellen Sie den Kopf, bis die ventralen Koordinaten für Bregma und Lambda innerhalb 0,02 mm von einander sind. </li><li> Einmal ausgerichtet, gehen von Bregma medial aus den medialen / lateralen (M / L) Koordinaten. Stellen Sie sicher,die linken und rechten Seiten in 0,02 mm zueinander ausgerichtet sind. </li><li> Re-Zentrum Nadelspitze auf Bregma und von dort aus bewegen sich in der anterioren / posterioren (A / P) in Richtung auf die gewünschte anterioren / posterioren Koordinate. </li><li> Gegebenenfalls Winkel Nadel in einer Richtung und sicherzustellen, dass die stereotax gesperrt ist. Gehe nach links M / L-Koordinate (+ / - 1,52) </li><li> Messen Sie die Position des ventralen Spitze des Schädels als Referenz zu verwenden, nachdem das Bohrloch gebohrt. </li><li> Bohren eines Bohrlochs mit einem sterilen Bohrer an den gewünschten Koordinatensystem. Prüfen Sie, ob die Nadel durch den Schädel geben ununterbrochen. </li><li> Senken Sie die Nadel an die gewünschte ventralen Koordinate. </li><li> Sobald die Koordinaten erreicht ist, dip 0,015 mm unten ~ 10 Sek. eine kleine Tasche für den viralen Vektor zu erstellen. </li><li> Injizieren Sie die gewünschte Lautstärke von viralen Vektor mit einer Rate von ~ 0,1 ml / min. Warten Sie 3 min für viraler Vektor vollständig diffundieren. Heben Sie die Nadelspitze 0,015 mm und warten Sie eine weitere 2 min. </li><li>Tauchen der Nadel (wenn dies abgewinkelten Injektionen) in die entgegengesetzte Richtung. Wieder, notieren Sie die Bauchlage als Referenz für die Oberseite des Schädels. </li><li> Wiederholen Sie die gleichen Schritte wie auf der ersten Seite zu viralen Vektors auf der gegenüberliegenden Seite zu injizieren (wenn dies bilateralen Injektionen). </li><li> Bewerben Knochenwachs zu beiden Löcher, um sie zu versiegeln mit dem hölzernen Ende einer sterilen Watteträger Spitze. </li><li> Naht die Kopfhaut. </li><li> Bewerben Blockade der verwundeten Bereich. </li><li> Entfernen Maus von stereotax und in erwärmt Käfig auf Heizblock für 45 min erholen. </li><li> Monitor für Anzeichen von Schmerzen einschließlich: verminderte Aktivität oder Ruhelosigkeit, verminderte Futter-und Wasseraufnahme oder erhöhte Lautäußerungen. Buprenorphin (0,05-0,2 mg / kg) kann zweimal täglich für eine Woche verabreicht werden, wenn notwendig, zur Schmerztherapie. Akzeptable Alternativen sind: Meperidin (20-60 mg / kg), Pentazocin (10 mg / kg), Nalbuphin (4-8 mg / kg). </li></ol> 3. Klimatisierte Platz Vorlieben: Acquisition, Extinction und Wiedereinsetzung <ol><li> Platz Mäuse in die zentrale Kammer eines Drei-Kammer Platzpräferenz Vorrichtung (Med Associates Inc., St. Albans, VT, USA) für eine 60 sec Eingewöhnungszeit mit Guillotine Türen geschlossen. </li><li> Nach Gewöhnung, offene Türen und Guillotine erlauben Mäuse freien Erforschung aller 3 Kammern für 1.200 sec, mit der Zeit in jeder Kammer aufgezeichnet mit MedPC IV Software (Med Associates, Inc.) verbracht. </li><li> Weisen Mäuse Klimakammern auf ihre Leistung während der Pre-Test. Mit einem vorgespannten Design, Paar Medikamentengabe während der folgenden 3 Tagen mit dem Fach, das am wenigsten bevorzugte während der Baseline-Vortest war. </li><li> In den nächsten 3 Tagen Klimaanlage, injizieren Mäusen mit Kokain (10 mg / kg; ip) am Vormittag und beschränken sie auf ihren zugewiesenen Kammer für 1.200 sec unmittelbar nach der Injektion. Zurück Mäuse ihre Käfige nach der Sitzung. Nach 4 Stunden, injizieren Mäuse mit Kochsalzlösung (0,01 ml / gKörpergewicht) und beschränken sie auf die gegenüberliegende Kammer für die 1.200 Sek. Nachmittagssitzung. </li><li> Um für den Erwerb zu testen, geschlossen Ort Mäuse in der zentralen Kammer mit Guillotine Türen für einen 60 sec Eingewöhnungszeit. Offene Türen und Guillotine ermöglichen die freie Exploration 1.200 sec, mit der Zeit in allen Kammern durch MedPC IV Software (Med Associates, Inc.) aufgezeichnet verbracht. Berechnen Vorlieben, indem die Menge an Zeit in der Saline-gepaart Kammer von der Höhe der Zeit in der Kokain-gepaarten Kammer verbracht wird. </li><li> Um die Platzpräferenz löschen, setzen Mäuse auf zwei 20 min Sitzungen des freien Exploration täglich in der gleichen Apparatur, um mindestens 2 Stunden getrennt, beginnend 24 Stunden nach der Prüfung für den Erwerb. Zeit in allen Kammern verbracht sollten wieder aufgenommen werden, und die Größe des anfänglichen CPP sollte, dass jedes Aussterben Sitzung verglichen werden. </li><li> Bestimmen Sie, ob Mäuse haben die Arzneimittel-induzierte Bevorzugung durch die Beurteilung, ob Präferenz für ein par erloschendere Kammer über zwei aufeinanderfolgende Tage Aussterben ist deutlich niedriger im Vergleich zum Erwerb Vorlieben der Gäste. </li><li> Wiedereinsetzung der Mäuse mit einer Anfangsdosis von Kokain (5 oder 10 mg / kg; ip) und an das Gerät eine freie Exploration erneut aussetzen und notieren Sie die Zeit in jedem Abteil verbracht. </li><li> Verwalten Euthasol Euthanasie-Lösung (150 mg / kg). Transkardial perfundieren Mäuse mit 4% Paraformaldehyd (PFA) und führen Sie eine histologische Untersuchung, um die korrekte Platzierung Mikroinjektion validieren. </li></ol>

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Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Regional-und zeitlich-spezifische Gen-Ablation über stereotaktischen Mikroinjektion von viralen Vektoren mit CPP kombiniert das Aussterben und Wiedereinstellung Phasen beinhaltet ermöglicht die Untersuchung der spezifischen Beiträge von Genen zu drei verschiedene Phasen der Sucht-Verhalten. Während konditionellen Knockout, die erreicht werden, indem die traditionelle Cre-loxP-System sorgt für räumlich-zeitlich beschränkt Genablation, stereotaxically Mikroinjizieren Cre-Rekombinase in diskrete Hirnareale von floxe...

Kokain ist eine stark verstärkende Psychostimulanzien. Nach wiederholter Exposition auftreten mehreren molekularen und zellulären Anpassungen in Lohn-relevante Schaltkreise im Gehirn, die glaubten, in zwanghaften führen, sind Drogen-sucht Verhalten, woraufhin hohen Rückfall, die eine schwerwiegende klinische Problem 1 darstellen. Kokain übt diese langanhaltende Auswirkungen auf das Verhalten von der Regulation der Genexpression. Um die Anpassungen, die an chronischer Kokainkonsum entstehen studieren, haben präklinischen Tiermodellen wurde intensiv genutzt. Ein solches Modell ist das konditionierte Platzpräferenz (CPP) Paradigma. Dieses Modell beinhaltet die Entwicklung eines gelernt Assoziation zwischen einer zuvor neutralen Umgebung und der lohnenden Eigenschaften von Kokain. Nach mehreren Paarungen von Kokain mit einer bestimmten Kammer werden Tiere frei erkunden die Kokain-gepaarten und nicht-Kokain-gepaarten Umgebungen und wenn sie die Droge-gepaarten Fach lieber, man sagt, sie erwarb eine Kokain-induzierte Plac habene Vorlieben. Darüber hinaus ist nach einer vom Aussterben Einarbeitungszeit kann dieses Paradigma verwendet, um kontext-spezifischen Wiedereinsetzung von Kokain-seeking Verhalten zu studieren. Im Vergleich zu anderen Verhaltensmodelle der süchtig-ähnliches Verhalten, wie psychomotorische Sensibilisierung, die verwendet werden, um langfristige Kokain-induzierte Verhaltens-und molekulare Plastizität 2,3 und Selbstverwaltung (SA) zu studieren ist, das gedacht wird, genauer nachahmen süchtig -ähnliches Verhalten beim Menschen gefunden wird, ist die CPP Paradigma ein einfaches Verfahren, um Kokain kontextuellen Lernen 4 studieren. CPP-Protokolle lassen sich bequem erweitert werden, um Auslöschung und Wiedereinstellung Phasen umfassen, ähnlich wie SA, die für die Untersuchung der Mechanismen, die Gier nach Drogen und Rückfall 5-7 und von denen angenommen wird, um Aspekte von dem, was geschieht in der menschlichen rekapitulieren Drogen-sucht Verhalten und Drogen erlauben - und Cue-induzierten Rückfall 8-10. Ein Mechanismus zugrunde liegt, dass dieKokain-induzierte Verhaltensänderungen Plastizität, die charakteristisch für jede der verschiedenen Phasen von CPP, einschließlich Erwerb, Löschung und Wiedereinstellung ist, ist die Aktivierung eindeutige Signaturen der Genexpression in verschiedenen Hirnregionen. Um direkt zu testen, welche Gene in Lohn-relevanten Hirnregionen vermitteln Verhaltensänderungen Kokain-induzierte, ist es sinnvoll, in der Lage sein, sie zu manipulieren selektiv in einem regional-spezifische Art und Weise. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen ist, um rekombinante virale adenoassoziierten (rAAV)-Vektoren, die express Cre-Rekombinase mit stereotaktischen Chirurgie, in verschiedene Hirnareale von Mäusen, die Zielgene von LoxP Websites (floxed Mäuse) flankiert microinject. Dieses Verfahren ermöglicht eine sehr genaue zeitliche und regionale Kontrolle darüber, wann und wo Gene abgetragen werden, in beiden Teilen und nicht teilende Neuronen, ohne eine Immunantwort 11-13. Dieser Grad der Kontrolle stellt einen wichtigen Vorteil gegenüber herkömmlichen Cre-loxP Technologie der Zucht floxed Mäuse wit Mäusen, die Cre-Rekombinase unter der Kontrolle eines endogenen Gen-Promotor, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt und die Verteilung der Gen-Deletion kann mehr genau reguliert werden. Außerdem umgeht viralen Vektor-vermittelte Gen-Knockout Potenzial für Entwicklungsstörungen kompensatorische Effekte, die auftreten, mit traditionellen Ko-Strategien können. Neben Kokain CPP, die hier beschrieben wird, Mikroinjektion von rAAV-Cre in das Gehirn von Mäusen floxed, um die Rolle von spezifischen Genen kann zu Verhaltensstörungen ubiquitär Paradigmen, die einzelnen Phasen, einschließlich Selbstverwaltung und psychomotorische Sensibilisierung beinhalten angewendet werden zu beurteilen. Zum Beispiel hat unser Labor die rAAV-Cre-Technologie verwendet, um die Rolle von Ca v 1.2 L-Typ-Ca 2 +-Kanäle in Kokain psychomotorische Sensibilisierung 14 studieren. Insbesondere wurde rAAV-Cre in den Nucleus accumbens (NAC) von Mäusen, die mit dem Gen Ca v 1.2 floxed, Mikroinjektion zu zeigen, dass Ca v </sub&gt; 1.2 Handeln in dieser Region vermittelt die Expression Phase der psychomotorischen Sensibilisierung 14,15. Doch die rAAV-Cre-Strategie kann nicht verwendet werden, wenn Mäuse mit einem floxed Gen von Interesse nicht vorhanden sind, wie es unsere Erfahrung bei der Beurteilung der Rolle der Ca v 1.3 L-Typ-Ca 2 +-Kanäle in psychomotorische Sensibilisierung. Daher stellt eine Einschränkung bei der Verwendung rAAV-Cre selbst wenn bedingte Mäusen nicht für ein bestimmtes Gen von Interesse vorhanden sind. Allerdings rAAVs dass express siRNA Knockdown auf Zielgene verwendet werden können, wie wir es getan, um die Rolle von Ca v 1.3 Kanäle 14,15 untersuchen haben. Mikroinjizieren rAAV-Cre in diskrete Hirnregionen floxed Mäusen und dann testen sie in der CPP Paradigma ermöglicht Untersuchung der spezifischen Gene, die die verschiedenen Phasen der süchtig-ähnliches Verhalten und wo sie tätig sind, zu vermitteln. Verwenden Sie dieses Paradigmas ist in unserem Verständnis geholfen, wie wiederholte Kokain Verwaltung im Wesentlichen die br entführtains Lohn-Schaltung verursacht maladaptive Veränderungen in der molekularen Signalwege und Genexpression, dass zu den süchtigen Zustand 1,16,17 führen.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of Reagent/Material</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Conditioned place preference activity chambers</td>
			<td>Med Associates, Inc., St. Albans, VT, USA</td>
			<td>MED-CPP-MS</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotaxic alignment system for mouse</td>
			<td>David Kopf Instruments, Tujunga, CA, USA</td>
			<td>model 900</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hamilton syringes</td>
			<td>Hamilton Company, Reno, Nevada, USA</td>
			<td>7634-01</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>rAAV2-Cre-GFP</td>
			<td>Vector BioLabs, Philadelphia, PA, USA</td>
			<td>7016</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>rAAV2-GFP</td>
			<td>Vector BioLabs, Philadelphia, PA, USA</td>
			<td>7004</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

stereotaxic microinjection of viral vectors expressing cre recombinase to study the role of target genes in cocaine conditioned place preference

Mikroinjizieren rekombinante virale adenoassoziierten (rAAV) Vektoren, die Cre-Rekombinase in verschiedene Maus Hirnregionen gezielt Knockout Gene von Interesse ermöglicht verbesserte zeitlich und regional-spezifische Kontrolle der Gen-Deletion, im Vergleich zu bestehenden Methoden. Während bedingte Löschung kann auch durch Kreuzen Mäusen erreicht werden, dass express Cre-Rekombinase unter der Kontrolle von spezifischen Gen-Promotoren mit Mäusen, die ein floxed Gen stereotaktischen Mikroinjektion zum Targeting von diskreten Hirnarealen bei Experimentator festgelegten Zeitpunkten von Interesse ermöglicht. Im Zusammenhang mit der Kokain klimatisierten Platzpräferenz und andere Kokain Verhaltensparadigmen wie Selbstverwaltung oder psychomotorische Sensibilisierung das kann Rücktritt, Aussterben und / oder Wiedereinstellung Phasen beinhalten, ist diese Technik besonders nützlich in der Erforschung der einzigartigen Beitrag der Zielgene zu diesen unterschiedlichen Phasen der Verhaltensmodelle von Kokain-induzierte Plastizität. InsbesondereDiese Technik ermöglicht die selektive Ablation von Zielgenen in diskreten Phasen des Verhaltens zu ihrem Beitrag zu dem Verhalten in der Zeit zu testen. Letztlich ermöglicht dieses Verständnis für eine gezieltere Therapie, die am besten in der Lage, die stärksten Risikofaktoren, die sich präsentieren in jeder Phase der Suchtverhalten anzusprechen sind.

CPP Nach Durchführung CPP auf mikroinjizierten Mäuse, sollte man sicherstellen, dass die Kohorte der Kontrolle injizierten (rAAV-GFP) Mäusen haben normalerweise Präferenz für die Droge-gepaart Kammer (1A, 1B) erworben. Mäuse werden als erworben Präferenz für eine bestimmte Kammer haben, wenn Kokain Vorlieben (Zeit in der Kokain-gepaarten Kammer minus Zeit in der Saline-Zweikammer aufgewendet) ist deutlich höher im Vergleich zum Ausgangswert Vorlieben der Gäste <strong...

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Stereotaxic Microinjection of Viral Vectors Expressing Cre Recombinase to Study the Role of Target Genes in Cocaine Conditioned Place Preference

Dieser Artikel beschreibt, wie man virale Vektoren in Mäusegehirn microinject und dann in einem konditionierten Platzpräferenz Paradigma, das eine Akquisition, Aussterben und Wiedereinstellung Phase umfasst testen.

Stereotaktische Mikroinjektion von viralen Vektoren ausdrücken Cre-Rekombinase, um die Rolle der Zielgene in Cocaine konditionierte Platzpräferenz Studieren

Microinjecting recombinant adenoassociated viral (rAAV) vectors expressing Cre recombinase into distinct mouse brain regions to selectively knockout genes ...

stereotaxic-microinjection-viral-vectors-expressing-cre-recombinase

Research

JoVE Journal

Behavior

18.5K Aufrufe.  Weill Cornell Graduate School of Biomedical Sciences. Dieser Artikel beschreibt, wie man virale Vektoren in Mäusegehirn microinject und dann in einem konditionierten Platzpräferenz Paradigma, das eine Akquisition, Aussterben und Wiedereinstellung Phase umfasst testen.

Serie: Stereotaxic Microinjection of Viral Vectors Expressing Cre Recombinase to Study the Role of Target Genes in Cocaine Conditioned Place Preference

Stereotactic Injection of MicroRNA-expressing Lentiviruses to the Mouse Hippocampus CA1 Region and Assessment of the Behavioral Outcome

MicroRNAs (miRNAs) are small regulatory single-stranded RNA molecules around 22 nucleotides long that may each target numerous mRNA transcripts and dim an entire gene expression pathway by inducing destruction and/or inhibiting translation of these targets. Several miRNAs play key roles in maintaining neuronal structure and function and in higher-level brain functions, and methods are sought for manipulating their levels for exploring these functions. Here, we present a direct in vivo method for examining the cognitive consequences of enforced miRNAs excess in mice by stereotactic injection of miRNA-encoding virus particles. Specifically, the current protocol involves injection into the hippocampal CA1 region, which contributes to mammalian memory consolidation, learning, and stress responses, and offers a convenient injection site. The coordinates are measured according to the mouse bregma and virus perfusion is digitally controlled and kept very slow. After injection, the surgery wound is sealed and the animals recover. Lentiviruses encoding silencers of the corresponding mRNA targets serve to implicate the specific miRNA/target interaction responsible for the observed effect, with na&iuml;ve mice, mice injected with saline and mice injected with "empty" lentivirus vectors as controls. One month post-injection, the animals are examined in the Morris Water Maze (MWM) for assessing their navigation learning and memory abilities. The MWM is a round tank filled with colored water with a small platform submerged 1 cm below the water surface. Steady visual cues around the tank allow for spatial navigation (sound and the earth's magnetic field may also assist the animals in navigating). Video camera monitoring enables measuring the route of swim and the time to find and amount the platform. The mouse is first taught that mounting the hidden platform offers an escape from the enforced swimming; it is then tested for using this escape and finally, the platform is removed and probe tests examine if the mouse remembers its previous location. Repeated tests over several consecutive days highlight improved performance of tested mice at shorter latencies to find and mount the platform, and as more direct routes to reach the platform or its location. Failure to show such improvement represents impaired learning and memory and/or anxiety, which may then be tested specifically (e.g. in the elevated plus maze). This approach enables validation of specific miRNAs and target transcripts in the studied cognitive and/or stress-related processes.

MicroRNAs have significant roles in brain structure and function. Here we describe a method to enforce hippocampal miRNA over-expression using stereotactic injection of an engineered miRNA-expressing lentivirus. This approach can serve as a relatively rapid way to assess the in vivo effects of over-expressed miRNAs in specific brain regions.

Stereotaktische Injektion von microRNA-exprimierenden Lentiviren der Maus Hippocampus CA1 Region und Beurteilung der Behavioral Outcome

MicroRNAs (miRNAs) are small regulatory single-stranded RNA molecules around 22 nucleotides long that may each target numerous mRNA transcripts and dim an ...

Forschung

Verhalten

A Procedure to Study the Effect of Prolonged Food Restriction on Heroin Seeking in Abstinent Rats

In human drug addicts, exposure to drug-associated cues or environments that were previously associated with drug taking can trigger relapse during abstinence. Moreover, various environmental challenges can exacerbate this effect, as well as increase ongoing drug intake.
The procedure we describe here highlights the impact of a common environmental challenge, food restriction, on drug craving that is expressed as an augmentation of drug seeking in abstinent rats.
Rats are implanted with chronic intravenous i.v. catheters, and then trained to press a lever for i.v. heroin over a period of 10-12 days. Following the heroin self-administration phase the rats are removed from the operant conditioning chambers and housed in the animal care facility for a period of at least 14 days. While one group is maintained under unrestricted access to food (sated group), a second group (FDR group) is exposed to a mild food restriction regimen that results in their body weights maintained at 90% of their nonrestricted body weight. On day 14 of food restriction the rats are transferred back to the drug-training environment, and a drug-seeking test is run under extinction conditions (i.e.&#160;lever presses do not result in heroin delivery).
The procedure presented here results in a highly robust augmentation of heroin seeking on test day in the food restricted rats. In addition, compared to the acute food deprivation manipulations we have used before, the current procedure is a more clinically relevant model for the impact of caloric restriction on drug seeking. Moreover, it might be closer to the human condition as the rats are not required to go through an extinction-training phase before the drug-seeking test, which is an integral component of the popular reinstatement procedure.

A procedure that allows a demonstration of robust augmentation of drug seeking in food-restricted rats is described. Following heroin self-administration training, rats go through an abstinence period, in a drug-free environment, during which they are mildly food restricted. Drug seeking is then tested in the drug-associated environment.

Eine Vorgehensweise, um die Wirkung von Längerer Essen Beschränkung Heroin suche in abstinent Ratten untersucht

In human drug addicts, exposure to drug-associated cues or environments that were previously associated with drug taking can trigger relapse during ...

Fat Preference: A Novel Model of Eating Behavior in Rats

Obesity is a growing problem in the United States of America, with more than a third of the population classified as obese. One factor contributing to this multifactorial disorder is the consumption of a high fat diet, a behavior that has been shown to increase both caloric intake and body fat content. However, the elements regulating preference for high fat food over other foods remain understudied.
To overcome this deficit, a model to quickly and easily test changes in the preference for dietary fat was developed. The Fat Preference model presents rats with a series of choices between foods with differing fat content. Like humans, rats have a natural bias toward consuming high fat food, making the rat model ideal for translational studies. Changes in preference can be ascribed to the effect of either genetic differences or pharmacological interventions. This model allows for the exploration of determinates of fat preference and screening pharmacotherapeutic agents that influence acquisition of obesity.

Dietary fat content influences both energy intake and body fat composition in mammals. By examining rats&#8217; preference for high fat food in a series of choice experiments, it is possible to test genetic differences and pharmacological interventions on their preference for high fat food.

Fat Vorlieben: A Novel Modell des Essverhaltens bei Ratten

Obesity is a growing problem in the United States of America, with more than a third of the population classified as obese. One factor contributing to ...

A Procedure to Observe Context-induced Renewal of Pavlovian-conditioned Alcohol-seeking Behavior in Rats

Environmental contexts in which drugs of abuse are consumed can trigger craving, a subjective Pavlovian-conditioned response that can facilitate drug-seeking behavior and prompt relapse in abstinent drug users. We have developed a procedure to study the behavioral and neural processes that mediate the impact of context on alcohol-seeking behavior in rats. Following acclimation to the taste and pharmacological effects of 15% ethanol in the home cage, male Long-Evans rats receive Pavlovian discrimination training (PDT) in conditioning chambers. In each daily (Mon-Fri) PDT session, 16 trials each of two different 10 sec auditory conditioned stimuli occur. During one stimulus, the CS+, 0.2 ml of 15% ethanol is delivered into a fluid port for oral consumption. The second stimulus, the CS-, is not paired with ethanol. Across sessions, entries into the fluid port during the CS+ increase, whereas entries during the CS- stabilize at a lower level, indicating that a predictive association between the CS+ and ethanol is acquired. During PDT each chamber is equipped with a specific configuration of visual, olfactory and tactile contextual stimuli. Following PDT, extinction training is conducted in the same chamber that is now equipped with a different configuration of contextual stimuli. The CS+ and CS- are presented as before, but ethanol is withheld, which causes a gradual decline in port entries during the CS+. At test, rats are placed back into the PDT context and presented with the CS+ and CS- as before, but without ethanol. This manipulation triggers a robust and selective increase in the number of port entries made during the alcohol predictive CS+, with no change in responding during the CS-. This effect, referred to as context-induced renewal, illustrates the powerful capacity of contexts associated with alcohol consumption to stimulate alcohol-seeking behavior in response to Pavlovian alcohol cues.

A procedure to study the capacity of an alcohol associated environmental context to trigger the renewal of alcohol-seeking behavior in rats is described.

Eine Vorgehensweise, um Context-induzierte Erneuerung der Pawlowschen Anlage Alkoholsucht bei Ratten Verhalten beobachten

Environmental contexts in which drugs of abuse are consumed can trigger craving, a subjective Pavlovian-conditioned response that can facilitate ...

Rodent Brain Microinjection to Study Molecular Substrates of Motivated Behavior

Brain microinjection can aid elucidation of the molecular substrates of complex behaviors, such as motivation. For this purpose rodents can serve as appropriate models, partly because the response to behaviorally relevant stimuli and the circuitry parsing stimulus-action outcomes is astonishingly similar between humans and rodents. In studying molecular substrates of complex behaviors, the microinjection of reagents that modify, augment, or silence specific systems is an invaluable technique. However, it is crucial that the microinjection site is precisely targeted in order to aid interpretation of the results. We present a method for the manufacture of surgical implements and microinjection needles that enables accurate microinjection and unlimited customizability with minimal cost. Importantly, this technique can be successfully completed in awake rodents if conducted in conjunction with other JoVE articles that covered requisite surgical procedures. Additionally, there are many behavioral paradigms that are well suited for measuring motivation. The progressive ratio is a commonly used method that quantifies the efficacy of a reinforcer to maintain responding despite an (often exponentially) increasing work requirement. This assay is sensitive to reinforcer magnitude and pharmacological manipulations, which allows reinforcing efficacy and/ or motivation to be determined. We also present a straightforward approach to program operant software to accommodate a progressive ratio reinforcement schedule.

Rodents are an appropriate model to investigate the molecular substrates of behavior and complex psychiatric disorders. Brain microinjection in awake rodents can be used to elucidate disease substrates. An efficient and customizable brain microinjection method as well as the execution of an operant paradigm that quantifies motivation is presented.

Nagetier Gehirn-Mikroinjektion, um molekulare Substrate motiviertes Verhalten Studieren

Brain microinjection can aid elucidation of the molecular substrates of complex behaviors, such as motivation. For this purpose rodents can serve as ...

Assessment of Cocaine-induced Behavioral Sensitization and Conditioned Place Preference in Mice

It is thought that rewarding experiences with drugs create strong contextual associations and encourage repeated intake. In turn, repeated exposures to drugs of abuse make lasting alterations in the brain function of vulnerable individuals, and these persistent alterations likely serve to maintain the maladaptive drug seeking and taking behaviors characteristic of addiction/dependence2. In rodents, reward experience and contextual associations are frequently measured using the conditioned place preference assay, or CPP, wherein preference for a previously drug-paired context is measured. Behavioral sensitization, on the other hand, is an increase in a drug-induced behavior that develops progressively over repeated exposures. Since sensitized behaviors can often be measured after several months of drug abstinence, depending on the dose and length of initial exposure, they are considered observable correlates of lasting drug-induced plasticity. Researchers have found these assays useful in determining the neurobiological substrates mediating aspects of addiction as well as assessing the potential of different interventions in disrupting these behaviors. This manuscript describes basic, effective protocols for mouse CPP and locomotor behavioral sensitization to cocaine.

This protocol is intended to enable researchers to conduct experiments designed to test these aspects of addiction using the conditioned place preference and locomotor behavioral sensitization assays.

Bewertung der Kokain-induzierte Behavioral Sensibilisierung und konditionierten Platzpräferenz bei Mäusen

It is thought that rewarding experiences with drugs create strong contextual associations and encourage repeated intake. In turn, repeated exposures to ...

Place and Response Learning in the Open-field Tower Maze

This protocol describes how the Open-field Tower Maze (OFTM) paradigm is used to study spatial learning in rodents. This maze is especially useful for examining how rats learn to use a place- or response-learning to successfully navigate in an open-field arena. Additionally, this protocol describes how the OFTM differs from other behavioral maze paradigms that are commonly used to study spatial learning in rodents. The OFTM described in this article was adapted from the one previously described by Cole, Clipperton, and Walt (2007). Specifically, the OFTM was created to test spatial learning in rodents without the experimenter having to consider how &#8220;stress&#8221; might play a role as a confounding variable. Experiments have shown that stress-alone can significantly affect cognitive function1. The representative results section contains data from an experiment that used the OFTM to examine the effects of estradiol treatment on place- and response-learning in adult female Sprague Dawley rats2. Future studies will be designed to examine the role of the hippocampus and striatum in place- and response-learning in the OFTM.

The Open-field Tower Maze (OFTM) is a maze created to study the behavioral and neural mechanisms of spatial learning (e.g., place- or response-learning) in rats. This maze is especially useful for experimenters who want to use a non-stressful maze paradigm to investigate spatial learning in their research.

Zeigen and Response Learning in der Open-field-Turm Maze

This protocol describes how the Open-field Tower Maze (OFTM) paradigm is used to study spatial learning in rodents. This maze is especially useful for ...

Reinstatement of Drug-seeking in Mice Using the Conditioned Place Preference Paradigm

The present protocol describes the Conditioned Place Preference (CPP) as a model of relapse in drug addiction. In this model, animals are first trained to acquire a conditioned place preference in a drug-paired compartment, and after the post-conditioning test, they perform several sessions to extinguish the established preference. The CPP permits the evaluation of the conditioned rewarding effects of drugs related to environmental cues. Then, the extinguished CPP can be robustly reinstated by the non-contingent administration of a priming dose of the drug, and by exposure to stressful stimuli. Both methods will be explained here. When the animal reinitiates the behavioral response, a reinstatement of the conditioned reward is considered to have taken place.
The main advantages of this protocol are that it is non-invasive, inexpensive, and simple with good validity criteria. In addition, it allows the study of different environmental manipulations, such as stress or diet, which can modulate relapse into drug seeking behaviors. However, one limitation is that if the researcher aims to explore the motivation and primary reinforcing effects of the drug, it should be complemented with self-administration procedures, as they involve operant responses of animals.

This protocol describes the Conditioned Place Preference (CPP) as a model of relapse. This procedure permits the measurement of relapse in laboratory animals, considering the impact of drug-associated environmental cues as craving and relapse in abstaining addicts is currently the focus of drug-abuse treatment programs.

Wiedereinführung der Drug-seeking bei Mäusen mit dem klimatisierten Ort Präferenz Paradigma

The present protocol describes the Conditioned Place Preference (CPP) as a model of relapse in drug addiction. In this model, animals are first trained to ...

A Conditioned Place Preference Protocol for Measuring Incubation of Craving in Rats

A major cause of repeated relapses is a craving for the drug. Drug craving increases progressively during the abstinence period, a phenomenon termed incubation of drug craving. Here, we describe a morphine conditioned place preference (CPP) protocol for measuring the incubation of craving in rats. In this protocol, a CPP paradigm mainly employing somatosensory cues is used to establish a long-term reward memory of morphine. A three-chamber CPP box that differs in the texture of the chamber floor is constructed. First, the animals are tested for their baseline preference to the two side chambers for three consecutive days. Then, they are injected intraperitoneally with morphine/saline and put into their non-preferred/preferred chamber for 45 min. After 6 days of conditioning, their preference to the side chambers is tested for 15 min at different time points after the last conditioning session. With this paradigm, the reward memory of morphine could last for at least 18 days. To test whether the above-mentioned protocol can model increased craving, the number of entrances into the two side chambers are counted during the abstinence period. The results show that the entrances increased, suggesting that the CPP paradigm could mimic the incubation of craving. Future studies can employ this model to study neural mechanisms underlying long-term memory and incubation of craving.

Here, a morphine conditioned place preference (CPP) protocol is described to measure incubation of craving in rats.

Eine konditionierte Ort Präferenz Protokoll zur Messung der Inkubation des Verlangens bei Ratten

A major cause of repeated relapses is a craving for the drug. Drug craving increases progressively during the abstinence period, a phenomenon termed ...

Assessing the Coherence of Parents' Short Narratives Regarding their Child Using the Five-Minute Speech Sample Procedure

Valid and efficient measures for assessing the quality of parent-child relationships are needed to facilitate research and evidence-based practice with parents. This paper focuses on such a method, namely Five-Minute Speech Sample-Coherence (FMSS-Coherence). In this method, a parent is asked to speak for five uninterrupted minutes about her/his child and their relationship. The resulted narrative is coded for coherence, namely the extent to which the parent provides&#160;in the narrative&#160;a clear, consistent, multidimensional and well-supported portrayal of the child. FMSS-Coherence is based on attachment research that shows that the coherence of parents&#8217; narratives is indicative of the quality of the parent-child relationship and child adjustment. It overcomes the limitations of attachment narrative measures which are typically labor intensive. FMSS-Coherence is less nuanced than extant attachment narrative measures. Yet, studies of families from different cultural backgrounds, across different child ages and in the context of typically developing children as well as children with special needs suggest that coherence can be reliably evaluated using the FMSS procedure. Furthermore, parents&#8217; FMSS-Coherence is associated with parenting quality and children&#8217;s socio-emotional adjustment. Thus, it holds promise for researchers and practitioners who seek a relatively time- and cost-effective method for assessing the coherence of parents&#8217; narratives regarding their child.

Assessing the Coherence of Parents&#039; Short Narratives Regarding their Child Using the Five-Minute Speech Sample Procedure

This paper introduces a method for assessing the coherence of parents' short narratives regarding their child and their relationship using the five-minute speech sample procedure.

Beurteilung der Kohärenz der kurzen Erzählungen der Eltern über ihr Kind mithilfe des fünfminütigen Sprachbeispielverfahrens

Valid and efficient measures for assessing the quality of parent-child relationships are needed to facilitate research and evidence-based practice with ...