アルコール中毒のための Pharmacotherapies の開発のモデルを飲むマウス: 暗く、2 ボトルの選択で飲む

要約

アルコール使用障害 (AUD) は主要な国民の健康上の問題、この患者集団のニーズを相殺するためにより効果的な治療法の開発が必要です。この目的のためには、次のプロトコルは、鉛抗アルコール化合物の臨床効果を評価するために 2 つの単純な齧歯動物飲酒モデルを利用しています。

要約

アルコール使用障害 (AUD) は大きな問題よりも、推定 7600 万の世界的な診断基準を満たす人します。現在の治療法は、介入と高によって明らかにされる再発率で心理と組み合わせる場合でもほとんど効果がない 3 つの FDA 承認薬に限定されます。そのためより新しい治療法の検索は重要な公衆衛生の目標を表します。このためには、次のプロトコルを利用鉛抗アルコール化合物の臨床効果を評価するために 2 つの単純な齧歯動物飲酒モデル: 2 本選択 (TBC) と闇 (DID) で飲みます。前者は自発的にマウスを誘導する後者間適度に自主的な飲み物をマウス酒盛りを模した短い期間でアルコールの大量に消費することができます。これらのパラダイムの両方のシンプルかつ高いスループット自然許可薬理学的エージェントの急速なスクリーニングのためまたはある特定の自主的な飲酒行動を示すマウスの系統を識別するため。

概要

過去の 25 年、プラス、アルコール使用障害 (AUD)¹の治療のため薬の開発に向けて多大な労力を置かれています。AUD はまだ以上 1800 万のアメリカ人に影響を与えると、$ 2200 億をかけて主要な公衆衛生問題を残っている多くの進歩がなされたが毎年^2,3。現在、唯一の 3 つの FDA 承認薬、ジスルフィラム、ナルトレキソン、アカンプロセート、臨床試験および限られた成功クリニック設定における心理社会的介入と組み合わせるとも矛盾する結果が得られているすべて^4,5,6,7。

現在の豪ドルの治療の失敗の主な理由は、AUD⁸の異種の性質にリンクされます。環境および遺伝的要因は、豪ドルの開発に貢献する一方遺伝は発症⁹のリスクの推定の 50-60% を占めています。うつ病の治療と同様に、それは広く受け入れられている AUD から患者がさまざまな¹⁰の各患者のニーズに合った医薬品を必要があります。

明らかに、創の既に困難で時間のかかるプロセスが合理化された³場合、促進されるだろうより効果的な治療のための緊急の必要性があります。この目的のためには、次のプロトコルは、前臨床モデルへの適用 2 齧歯類飲酒広く AUD¹¹の神経生物学の基礎を確認するために使用を示します。具体的には、本書で紹介するメソッドは、アルコールを減らすことで候補化合物の有効性を評価することが「中程度」、「飲み騒ぎ」シナリオ 2 本選択 (TBC) を利用した、暗い (DID) パラダイムの中で飲む消費それぞれ。両方のパラダイムを調べる非オペラント エタノール自己管理、というマウス経口と意志で、エタノールを摂取したがって例示高顔し人間のアルコール依存症¹¹のモデルとしての妥当性を構築します。

TBC 飲んで、またとして知られている飲料、嗜好飲料、自由に選択または社会の飲酒で、ソリューションの 2 つのボトルが家のケージで継続的に利用できます。1 ボトルは、水を含むし、薄めたエタノール、エタノールの濃度を変えることができるというを格納 (e.g。、5-30% v/v)^11,12。マウスは両方のボトルに常時アクセスを持って、したがって、どのくらい各ボトルから飲むことを選択できます。

このモデルは、エタノール好み比 (エタノール消費 ÷ 総容積液消費量) だけでなく、各マウス (g/kg) のエタノールを評価します。それはマウス、または特定の遺伝子操作後の異なる系統間で飲酒レベルを比較する使用 (e.g、遺伝子ノックアウトまたはノックダウン) と血中エタノール濃度 (Bec) 人間で見られるものと同様の結果と。モデレート^13,14で飲みます。

DID の手順、暗いサイクルの開始後 3 時間でホーム ケージのボトル入り飲料水は飲んでセッション アクセスが制限の 20% (v/v) エタノールのボトルと交換されます。飲み会は、4 日目に連続した 4 日間のサイクル、1 ~ 3 日の永続的な 2 h と 4 h として発生します。1-3 日は、4 日目にテストする前にアルコール habituation 期間として機能します。その結果、マウスは確実に Bec を達成するために十分なエタノールを消費する > 100 mg/dL とその結果、どんちゃん騒ぎ飲むことは^13、14,15は、人間の中毒の行動への影響を展示します。水、飲み会以外のすべての回で利用できます。

制限付きアクセスを飲んでのいくつかのバリエーションがあります。たとえば、断続的にアクセス モデルで平日と週末には、それぞれ¹⁶24 時間および 48 時間の休薬期間でマウスは月曜日、水曜日、および金曜日にのみ (1 つの含んでいる水と他の含まれている 20% (v/v) エタノール) 2 つのボトルを受け取る。断続的にアクセスの数週間後、マウスは徐々 し、最終的に BEC DID モデルで観察されるものと同様の達成レベルを飲んで自らエスカレートします。DID、ただし、どんちゃん騒ぎのような飲酒行動を評価するために最も一般的に使用されるモデルであることが表示されます。断続的な飲酒の他のモデルが存在するが、彼らは食糧へのアクセス制限に依存や自主的な人間のアルコール消費量¹⁶以下の代表になる自主的な自己管理の商工会議所による増加を水蒸気します。

プロトコル

ここで説明したすべての手順は、機関動物ケアと南カリフォルニア大学の健康科学のキャンパスの使用委員会によって承認されています。

1 実験装置およびアセンブリ

1. すべての次の消耗品および研究の開始前に化学物質を取得: マウス、ケージ/金属ケージ トップ、寝具、食品、水、エタノール、pipets、シッパー トップ、シュリンク ラップ、ユーティリティ ナイフ、ジッパー ネクタイ、テープ、ブンゼン バーナー、スケール、ヘッドランプ。
2. C57bl/6 j マウス、商業のソースまたは社内のコロニーから念頭マウスがテストの時まで建物グループをすることができますを取得します。
   注: マウス調達の合計数は、実験的なデザインの複雑さによって異なります。約 12-15 マウス パイロット研究グループごとの 5-7 マウスよりも小さいと、グループごとに対応する予定です。典型的な結果を以下に示す薬剤 (MOX) の単一用量 (5 mg/kg) を使用して、因果関係を評価するために簡単な 2 つのグループのセットアップを利用します。
3. ボトル¹⁸を組み立てるには、次の手順に従います。
   1. ブンゼン バーナーを使用してユーティリティ ナイフを加熱します。
   2. このナイフを使用して、プラスチック製の 18 mL の血清ピペットの上部と下部の端から 1 インチを切る約。
      1. 小さいボリューム pipets (すなわち、10 mL) は、測定の精度を上げるにも使用できます注意してください。
   3. 熱電子銃の下でピペットを温めます。
   4. ピペットで移しなさい (すなわち、18 mL の破線に最も近い開口部) の「底」最後にボール ベアリングのシッパー チューブを挿入します。
   5. 市販のシュリンク ラップの銃を使用してシュリンク ラップと適所のシッパー チューブをシールします。
   6. シリコーン ストッパー付き他の開口部を締めくくる。

2. 動物の馴化

1. 実験プロシージャを (周囲温度 (21 ± 1 ° C) および 12 h を含む飼育条件に順応ができるように実施される部屋にマウスを転送実験の開始日の前に少なくとも 1 週間を開始逆にライトの明暗サイクルを 12 で)。必ず機関のガイドラインに従うし、適切なチャネルを 1 つの場所から別の動物を移動する前に通知してください。
   1. マウスは、標準的な明暗サイクルから転送されている場合は、追加慣れ時間の 2 週間をかかります。
2. あふれんばかりに新しく作られたボトルを水で埋めます。キャップが注ぎ口からの漏れや空気泡と欠けているしっかりと閉じていることを確認します。ソリューションが漏れている場合再キャップを固定します。空気の泡を削除するには、単に空気が管を逃れることができるので、ボトルをタップします。
3. 到着時に単一家にベッド、金属格子のケージ上部; 標準ポリカーボネート/ポリスルホン ケージの中でそれぞれのマウス使用できなくなりますので、ケージの蓋を削除します。
   1. 食品、water bottle(s) の自由へのアクセスを提供します。
   2. プラスチック ジッパー ネクタイにラップ代わりにそれを保持する各ボトル ケージ上部に各ボトルを固定します。それはケージにはみ出さないようにジッパー ネクタイから任意の余分なプラスチックをトリムします。
      注: 暗い (DID) 手順で飲む用に水の 1 つのボトルのみが必要です。ただし、ボトルは二つの選択肢 (TBC) パラダイムに慣れは、水の 2 つのボトルをケージのセットアップに含める必要があります。提供金属グリッド ホッパー ソリューションのみの 1 つのボトルを保持する場合に、そっと曲げて離れてそのバー TBC の 2 番目のボトルに合わせて追加プレートのためのスペースを作成します。
4. 少なくとも 3 マウスケージ無料コントロールを設定します。これは単に、ケージに配置したケージ ラックをオフで発生する自然な発生である、ボトルから蒸発または流出によって引き起こされる流体損失の監視のため、(2.6.3、3.6.1、および方程式の 4.6.1 の手順を参照してください)。
5. 1 週間シングル住宅馴化の 4 日目以降を測定、記録の最高点を記録する倒立ボトルと一緒にエッチングを使用して、水の摂取量だけでなく、(グラム) で、スケールを使用して、それぞれのマウスの毎日の体、食べ物の重み、(mL) で半月板。
   1. ボトルが逆位置で測定の中に残るので凹面メニスカスの最低点を読むに標準的な科学的な練習ですが、メニスカスの最高点を記録します。
6. 次の数式を使用して 2.5 のパラメーターを評価します。
   1. 本体重量変化 (g) を測定: 現在の日 (g) - 前日 (g) の重量の重量。
   2. 食品の摂取量 (g) を測定: 前日 (g) - 現在の日 (g) の上に食べ物の重量上の食品の重量。
   3. 水の摂取量 (mL) の測定: すべてのコントロール ケージ (mL) から [現在の日付 (mL) - 前日 (mL) の水の量で水の巻] - 平均水の損失。
7. エタノールの導入の直前に 3 日間のベースラインの決定を許可する 5-7 日連続 2.5 のステップを繰り返します。連続記録を収集できない場合は、ベースライン測定の評価を許可する順化期間を延長します。
8. 水の摂取量は、最後の 3 日間の平均値から ± 10% 変動する安定は TBC (無制限アクセス) または DID (限られたアクセス) とエタノール アクセスを開始します。
   注: まれに、1、2 追加日が必要この安定性を達成するために主題のため最後の 3 日間の平均値から ± 10% の変動を表示する値に追加の時間が必要な場合、心配しないでください。

3. 24 時間対応 2 ボトル (TBC) の選択

注: 図は、図 1に用意しています。

1. H₂O; 447.35 mL に 190 の証拠の穀物のエタノール (~ 95% エタノール) 52.65 mL を追加して 500 mL ボリュームで 10% (v/v) エタノール溶液を準備します。必ず徹底的にシェイクしてください。エタノールはすぐに蒸発する、ことを考えるソリューションをすべての 3 〜 4 日の間隔で取り付けます。
   メモ: は、エタノールの濃度が同様に、使用できますが、作家は、このモデルのための 10% の濃度をお勧めします。
2. TBC の最初の日に (早ければ 8 日) 二水のボトル、各ケージ内の 1 を空にして新鮮なエタノール溶液であふれんばかりにそれを埋めます。エタノールと水が視覚的に区別することは困難、明確に対応するコンテンツにボトルをラベルします。単にボトルに直接書くことによってボトルにテープをマスキングとマーカーまたはラベルの一部を適用します。
3. 必要に応じて、水のボトルにより多くのソリューションを追加します。
4. すべてのキャップが確実に閉じているかどうかを確かめて、ケージに戻ると空気の泡や口からのリークを欠いているボトルを配置します。ソリューションが漏れている場合再キャップを固定します。空気の泡を削除するには、単に空気がボトルを逃れることができるので、ボトルをタップします。
5. 代替として毎日のボトルの位置関連エアコン場所選好の正しい飲酒活動に影響を与える (より多くのための説明を参照)。
6. 2.5 および 2.6 から日々 の測定だけでなく、継続している、読み、エタノール摂取を記録し始めます。次の方程式を使用して 10% のエタノール摂取量や好み比率を分析します。
   1. 測定 10% エタノール摂取量 (mL): [当日 (mL) - 前日 (mL) のエタノールの量のエタノールの量)]-すべてのコントロール ケージ (mL) からのエタノールの損失を平均します。
   2. 測定 10% エタノール摂取量 (g/kg): [10% エタノール摂取量 (mL) 0.07893 グラム/mL の x]/体重 (kg)。
   3. 測定設定 %: [10% エタノール摂取量 (mL)/(mL) の水] x 100。
7. エタノール摂取量は安定してきているとすぐに、各マウスに毎日測定ルーチン中に単一の制御 (生理食塩水) 腹腔内 (i. p.) 注入 (体重の 0.01 mL/g) を管理します。この方法で被験者に注射そのものに慣れてです。
   1. 安定性は、(セクション 2.8 と同じ) 最後の 3 日間の平均値から ± 10% 変動として定義されます。
      注: エタノール レベルを安定させるに 1 週間かかることが。マウスは以前の実験から再利用されているし、エタノールへの以前の暴露があった場合、これは特に当てはまります。コントロールは、単に薬を溶かすために使用溶剤です。
8. 変動の少ないとエタノール ベースラインが再確立される投与マウスに分割エタノール摂取量値を使用して、すべてのグループがあるほぼ同じようなグループはエタノール摂取量値を平均します。
   1. 実験として他 (生理食塩水を受け取る継続) コントロールと 1 つのグループを指定 (0.01 mL/g の体重で調査薬の注入 i. p.)。毎日の薬物投与、急性または複数日にわたる期間のいずれかを開始します。その後、コントロールは再導入 (オプション) の後の薬剤の効果をテストにすることができます。
      注: 24 時間長期間にわたって監視は飲むために、用量投与時は暗いサイクルに依存しません。

4. (でした) 暗闇の中で飲んでください。

注: 図は、図 3に用意しています。

1. スケジュールされたエタノール アクセスの各日 (日 1-4)、水の量、食物摂取量と体重の測定を記録し、薬物投与を行います。化合物は、薬物の体内動態に基づき選択されます光のサイクル中にあらかじめ選択されている時間の間にこれを行う/または飲酒期間中最大の脳集中に近づいて。
   注意: 1 ~ 3 日に時間の短い期間でエタノールのおびただしい量を飲むマウスを単に順応するためのものです。一方、BEC の人間 0.08; に匹敵するレベルに到達しないマウスこれらの「トレーニング」の日は、少し長く飲み会中、日 4、彼らは、そのレベルに飲むが実際を確認します。
   1. 4 日目すべてのマウスの日 1-3 とコントロールまたは薬物の制御 (生理食塩水) を与えます。薬 (第 2 週) と後薬物 (第 4 週) 飲み会 (週 1)、前薬を含めるために 3 週間にわたってこの DID の手順が発生します。
   2. 注: する薬物投与週の間に、3 日目エタノール摂取量はエタノール摂取量レベルの両方のグループが少なくとも変動をある方法でコントロールや薬物のグループのいずれかにマウスを割り当てるため。これは TBC は、3 日間の平均に基づいてグループを割り当てるとは異なりです。
2. 500 mL の容量で 20% (v/v) エタノール溶液 (20 e) 準備 H₂O; 394.75 mL に 190 の証拠の穀物のエタノール (~ 95% エタノール) の 105.25 mL を追加必ず徹底的にシェイクしてください。
3. 水のボトルは、アルコールのボトルと交換できます単に DID が始まるとすぐに、飲み会の開始前にエタノール ボトルを入力します。
4. (手順 4.5 4.8) セッション全体 DID、動物を邪魔する赤色光ヘッドランプを使用します。
5. DID 飲んで暗いサイクルに 3 時間を開始する予定されているセッションの開始時に各マウスのための水の量を記録します。20 e ソリューションのボトルとそれぞれの水ボトルを交換し、開始のエタノールの量を記録します。
6. 読むし、1 ~ 3 日で飲み会、4 日目の後で 4 時間の終わりに 2 時間後、最終的なエタノール量を記録します。次の方程式を使用して 20% エタノールの摂取量を分析します。
   1. 測定 20% エタノール摂取量 (mL): すべてのコントロール ケージ (mL) から [エタノール飲んでセッション (mL) - 量のエタノール飲んでセッション (mL) の開始時の終わりの巻] - 平均エタノール損失。
   2. 測定 20% エタノール摂取量 (g/kg): [20% エタノール摂取量 (mL) 0.15786 グラム/mL の x]/体重 (kg)。
7. 4 日目のみ、エタノール ボリュームを記録後すぐに、アクセスを再導入する前に水に、各マウス (オプション) の血中エタノール濃度を評価するために血液を収集します。
   注: 任意の非終端血の収集方法可能性があります使用、レトロ軌道洞血のコレクションや伏在静脈採血など。有用なプロトコルは、Parasuramanらの参照を参照してください。²¹ヤードリーら²⁰。
   1. LCMS、または市販の機械を含む様々 な方法を使用して分析を実行 (材料の表を参照してください)。
8. 水のボトルと水量のレコードすべてのエタノールのボトルを交換してください。

結果

次の代表的な調査で 2 ボトル選択 (TBC) パラダイムを使用してモデル社会を飲みます。簡単に言えば、マウス水、その他 10% (v/v) エタノール溶液に含まれている 1 つのソリューションの 2 つのボトルにアクセスしていた。被験者はその後分割され、各グループだろう変化の最小量のエタノール摂取量の平均は、薬物治療群、モキシデクチン (MOX) 生理食塩水制御対に均等...

ディスカッション

世界中の概算では、7600 万人がアルコール使用障害 (AUD) の診断を正当化する条件を満たしています。残念ながら、現在利用可能な医薬の治療法はほとんど効果がないとさらなる発展この臨床人口²⁰のニーズを相殺する必要があります。この目的のために次のプロトコル 2 つのパラダイムを飲む最も基本的な齧歯動物のチームパワーがこの努力を促進することを目的: 2 つのボ?...

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
1 L  graduated cylinder	VWR	https://us.vwr.com/store/product/20935285/marisco-single-scale-cylinder-graduates-john-m-maris-co	To prepare ethanol solution.
1 L glass bottle	Pyrex (Fisher Scientific)	https://www.fishersci.com/shop/products/pyrex-reusable-media-storage-bottles-12/p-42752	To prepare ethanol solution.
100 mL graduated cylinder	Fisher Scientific	https://www.fishersci.com/shop/products/kimble-chase-kimax-class-a-to-contain-graduated-cylinders-8/p-4369311	To prepare ethanol solution.
Analox			One potential method of analyzing DID blood samples is by using the analox machine
ball-bearing sipper tubes	Ancare Corp.	http://www.ancare.com/products/watering-equipment/open-drinking-tubes/straight-tubes-ball-point	Length: 2.5 inches, Diameter: 5/16 inches, Model: TD100
C57BL/6J Mice	Jackson lab	https://www.jax.org/strain/000664	May also come from internal breeding colony
disposable serological pipets	VWR International (VWR)	https://us.vwr.com/store/product/4760455/vwr-disposable-serological-pipets-polystyrene-sterile-plugged	10 mL, 18 mL, or 25 mL
ethanol, pure, 190 proof (95%), USP, KOPTEC	Decon Labs (VWR)	https://us.vwr.com/store/product/4542412/ethanol-pure-190-proof-95-usp-koptec	---
heat gun	Master Appliances Corp.	http://www.masterappliance.com/master-heat-guns-kits/
heat shrink tubing	---	---	Diameter: 3/8 inches
industrial knife/blade	---	---	---
metal cage plate	---	---	Should be available through the university/institutional vivarium
mouse RO water	---	---	Should be available through the university/institutional vivarium
portable electronic scale	Ohaus (VWR)	https://us.vwr.com/store/product/4789377/portable-electronic-cs-series-scales-ohaus	---
red light headlamp	nyteBright (Amazon)	https://www.amazon.com/LED-Headlamp-Flashlight-Red-Light/dp/B00R0LMMF8/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1499591137&sr=8-1-spons&keywords=red+lamp+headlamp&psc=1	---
silicone stoppers	Fisher	---	---
thermometer	Fisher Scientific	https://www.fishersci.com/shop/products/fisher-scientific-hygro-thermometer-clock-large-display-2/p-4077232	---
weigh boat	VWR International (VWR)	https://us.vwr.com/store/product/16773534/vwr-pour-boat-weighing-dishes	The lid from a pipete tip box is an appropriate alternative