ラットにおける渇望のインキュベーションを測定するためエアコンの場所設定プロトコル

要約

ここでは、モルヒネ エアコン場所選好 (CPP) プロトコルとラットの渇望のインキュベーションを測定する説明です。

要約

繰り返される再発の主な原因は、薬物への渇望です。薬物渇望禁欲期間中に徐々 に増加現象は、薬物への渇望のインキュベーションと呼ばれます。ここでは、ラットの渇望のインキュベーションを測定するためモルヒネ エアコン場所選好 (CPP) プロトコルについて述べる。このプロトコルでは、主に体性感覚的な手掛かりを用いた CPP パラダイムを使用して、モルヒネの長期報酬記憶を確立します。商工会議所の床の質感の異なる 3室 CPP ボックスが構築されます。最初に、動物は、3 日連続を 2 つの側面の部屋に自分のベースラインの好みテストされます。その後、モルヒネ/生理食塩水を腹腔内に注入、45 分間の非-優先/優先室に置きます。エアコンの 6 日後側面の部屋に自分の好みは前回ご利用いただけます後異なる時点で 15 分にテストされます。このパラダイムとモルヒネの報酬メモリは最低 18 日間持続できます。上記プロトコルを増加渇望モデルかどうかをテストするための禁酒期間中に 2 つの側面の部屋に入口の数がカウントされます。結果は、CPP パラダイムが渇望のインキュベーションを模倣可能性があります示唆して入り口が増加を示します。将来の研究は、長期的なメモリと渇望の孵化のメカニズムを研究するこのモデルを使用できます。

概要

薬物依存症は慢性疾患¹をいくつかのさまざまな段階²: 過食症・中毒、撤退/否定的影響を与えると先入観/期待。薬物中毒のサイクルのどんちゃん騒ぎ/中毒の初期段階では、被験者は補強効果²のため薬を服用します。撤退/負の影響を与える段階で科目は中毒³の開発に関連付けられている負の強化メカニズムを促進する薬物離脱の負の身体的、感情的な状態を経験します。先入観/予想ステージ科目の復活薬が求める薬剤関連付けられているキューやストレスによって引き起こされることができる絶滅後。薬物中毒の動物実験で薬^4,5,6の肯定的な補強効果を模倣するエアコン場所選好 (CPP) パラダイムを使用し、したがって、薬の初期をモデル化するものです。中毒のサイクル。モルヒネは、オピオイドの家族のメンバーは、脳^7,8のオピオイド受容体を活性化して肯定的な補強効果を生成します。

CPP パラダイムはクラシック (パブロフ) エアコンの原理に基づくし、一般的モルヒネ^4,5,9,10, その簡単ななどの乱用薬物のやりがいのある効果を測定するために使用研究所全体の可用性。典型的な CPP パラダイムは、3 つのフェーズで構成されています: 中古エアコン、エアコン、テスト段階。エアコン フェーズ中に薬物 (無条件刺激) の報酬特性 1 つ以上中立文脈刺激をいくつかご利用いただけます組み合わせ後やりがいのあるプロパティを取得すると、条件刺激としてペアになります。テスト フェーズでは、コンパートメントの薬物対動物の好みは測定、報酬メモリとして反映されます。このため、CPP パラダイム、記憶・学習のメカニズムを調査するも使用されます。モルヒネの長期報酬記憶を確立する CPP の確立に影響する変数が調整、最適化、説明プロトコル¹¹の下。コンテキストの刺激、触覚、視覚と匂いのキューの組み合わせです。文脈刺激とテストの時間ポイントのバリエーションは、さまざまな研究目的に応じて作られています。たとえば私たち以前研究¹²、体性感覚的な合図 (異なる床テクスチャ) 主として使用された文脈刺激島皮質、体性感覚機能により、獲得の脳の領域の尾部の役割を調査するには報酬の長期記憶のメンテナンス。装置の設計および優先・非優先側にラットの割り当て CPP の確立に影響を与えます。二院制装置ではなく 3 チャンバー装置で使用される、以下の強制選択肢を回避するためのプロトコル。CPP^4,13の取得には、側面の 2 つの部屋のバランスとそれらに動物の最初の割り当てが影響します。したがって、側面の部屋のバランスの取れたデザインと動物の偏りのある割り当てが強い場所の優先順位を取得するこのプロトコルに適用されます。報酬の長期記憶のメンテナンス フェーズでは、エアコンよりエアコン試験が必要です。エアコン フェーズで時間コストを削減、1 日あたり 2 つのエアコン試験を実施し、モルヒネ/生理食塩水注射生理食塩水対試験⁴のモルヒネの急性離脱効果を避けるためにバランスが取られます。

復職動物モデル¹⁴は薬物中毒のサイクルの先入観/予想段階をモデルに設けられています。CPP はまた習慣性の行動⁵再発をモデル化する復職を勉強に活用します。再発は、薬物中毒の治療の障壁の 1 つです。渇望は、繰り返される再発の原因の一つです。禁欲期間中に常に増加する薬への渇望、現象では、^15、16を渇望の孵化と呼ばれます。渇望の孵化は薬自己管理パラダイムが CPP パラダイムではなく、広く検討されています。Liらによって提案された渇望の孵化は初めて合わせて CPP パラダイムの使用¹⁷. その結果¹⁷示した CPP スコア低用量モルヒネ (1 mg/kg および 3 mg/kg) のない高用量 (10 mg/kg) の禁断の最初の 14 日間の間に徐々 に増加します。同様に、マウスは、¹⁸時間以上増加の CPP のスコアを示したコカインの低用量を注入しました。モルヒネ低用量の増加の CPP のスコアは、インキュベートした渇望¹⁷を反映するように使用されました。両方で時間を過ごしたし、CPP パラダイム¹⁹の補強のエアコンの応答を反映するように薬物関連環境にエントリ数が示唆されました。最近の研究の多くは、直接または間接的にはパラメーターはしばしば無視され側面の部屋数ながら薬物ペア室で過ごした時間を反映するのに CPP スコアを使用します。これらの理由から、10 mg/kg のモルヒネの線量が使用され、私たちの研究¹¹でエントリの数を測定しました。禁欲期間¹¹ラットは側面の部屋の入り口が大幅に増加したことを示した。CPP のスコアとエントリの数は、薬のための増加の渇望を評価する上で有用なパラメーター CPP パラダイムは現象を渇望のインキュベーションをモデルに適用できることを示します。ただし、必要な動物の数を減らすためには、モルヒネを経験した動物のグループは繰り返しテスト;したがって、絶滅の効果が主題デザイン内の電流を除外できなかった。同じプロトコルで件名デザイン間はこの制限を克服することができます。

次に、報酬の長期記憶を設立し、増加の渇望をモデル化する CPP プロトコルについて説明します。簡単に、前処理三日後ラットは 6 ご利用日 1 日あたり 2 つのエアコン試験を通過し、最後のエアコン試験後に異なる時点で検査されます。この CPP パラダイムで CPP 装置として使用される 3 チャンバー ポリ塩化ビニル (PVC) ボックスを構築し、装置の床のバランスが取れています。装置は 2 つの大きな黒い側面の部屋 (30 cm × 25 cm × 30 cm、L × W × H) と中央白い一室 (11 cm × 25 cm × 30 cm、L × W × H) 白い滑らかな PVC 床から成っています。2 つの側面の部屋がある体性感覚の手がかりとして異なる床のテクスチャ: グリッド プレキシ ガラスの床を持つ 1 つ、大まかなビニル床と他。

プロトコル

国家の大事にするためのガイドラインに従い実験の手順を行ったし、動物の使用と実験機関動物ケアと深川機関の高度な技術は、中国語使用委員会によって承認されました。科学アカデミー。

1. 動物の馴化

1. 動物研究室からオスのラットを取得し、食料と水への無料アクセスを 12 h/明暗サイクル (光の 7:00 から 19:00) の下でそれらを維持します。
2. 一緒に遊んで、実験する前に 2 週間 1 日 2 回それらを叩き、動物を扱います。
3. ランダムに動物を生理食塩水またはモルヒネ グループに割り当てます。

2. 医薬品調剤

1. モルヒネ塩酸塩 10 mg/ml を準備し、ラットの腹腔内注入 (i. p.) 1 mL/kg のボリュームで。
2. コントロールとして生理食塩水 1 mL/kg のボリュームでラットを注入します。

3 CPP 装置

1. 異なる触覚 (階) 手がかりと 3室 CPP 装置を構築し、2 つの側面の部屋にラットの初期設定をテストします。装置は 2 つの大きな黒い側面の部屋 (30 cm × 25 cm × 30 cm、L × W × H) と中央白い一室 (11 cm × 25 cm × 30 cm、L × W × H) 白い滑らかな PVC 床から成っています。2 つの側面の部屋がある体性感覚の手がかりとして異なる床のテクスチャ: グリッド プレキシ ガラスの床を持つ 1 つ、大まかなビニル床と他。
2. その装置がバイアス、偏りのある装置は偽陽性の結果⁴の降伏を受けやすいので確認する触覚手がかりの組み合わせが異なります。
   注: CPP 装置の設計の重要な方法論的問題は、装置が「バイアス」または「公平に」⁴かどうかです。ない未熟なラットの 1 つのグループは別のもの上の 1 つの側面の部屋の初期設定を示している場合、装置は「公平に」であると見なされます。そうでなければ、「バイアス」¹³としてそれを考慮します。

4. CPP の手順

1. 主にコンディショニング セッションを調節、試用期間を調節及び試験時間ポイント^{20 数時間ポイントの変更で以前の研究21,22によるとモルヒネ CPP パラダイムを確立します。}.図 1に描かれている実験のスケジュールを以下、簡単な説明に与えます。
2. 前処理フェーズ
   1. (日 1 に 3)、このフェーズでギロチン ドア全体の器具への無料アクセスを許可して、中東商工会議所に動物を配置するを削除します。
   2. 15 分のための動物の活動を記録します。
   3. ベースラインとして 3 日目に 2 つの側面の部屋で過ごした時間を計算し、T0 としてこれを参照してください。
   4. 以下を入力ラットを削除するよりも - 4 回としてこれらのラット実験²³から側面の部屋のいずれかに、一般の幸福 (例えば、汚れた毛皮腫瘍を有する) で問題が発生する可能性があります。全実験期間中に動物の健康状態をチェックします。
3. 位相を調節
   注: エアコン フェーズは、6 日 (日 9 に 4) を含まれます。
   1. モルヒネ エアコン科目の午前 (9:00) と夜 (19:00) セッション (離れて 10 h) で、モルヒネ (10 mg/kg) または生理食塩水 1 mL/kg を交互ラットi. p.を挿入します。
   2. (非推奨) その医薬品ペアに各注入直後後のラットまたは生理食塩水ペア (最寄り) 商工会議所 45 分 (図 1 b) を閉じ込めます。
   3. ビデオ録画システムを離さない。
      注: 我々 の経験によると約ラットの 5% がある呼吸抑制モルヒネ (10 mg/kg) の最初の注射後このような場合は、エアコン室からラットを得る呼吸意気消沈したラットの生存率を高めるため、その舌を抜くし、その家のケージに白いティッシュ ペーパーの上に置いた。
   4. 生理食塩水エアコン コントロールとを与えるラット生理食塩水注射 1 mL/kg 曝露前 CPP 装置午前中のセッションの 1 つの側室にモルヒネ グループ (図に沿って 45 分/セッションのイブニング セッション中に他の側に1 C)。
4. テスト フェーズ
   1. このフェーズでは、全体の器具への無料アクセスを許可して、15 分の全体の装置を自由に探索できるようにする中東商工会議所に動物を配置するギロチン ドアを取り外します。
   2. この 15 分の間に彼らの活動を記録します。
   3. 3 つのポストをご利用いただけますテスト実施、すなわち、テスト 1 (T1)、2 (T2) をテストおよびテスト 3 (T3) は 2 日、10 日、18 日モルヒネ無料状態で最後のエアコン セッション後それぞれ (図 1 a)。
   4. 異なった実験目的のためのテストの時間ポイントが異なります。
      注: 必要なラットの数を最小限に抑えるために被験者内デザインを採用します。ただし、消炎効果を除外するのには、件名の設計が必要。

図 1: 実験プロシージャ。(CPP プロセス全体の A) 実験プロシージャ。(モルヒネ グループのエアコン相 B) 実験的スケジュール。(C) 実験的生理食塩水群の調節段階のスケジュール。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

5. データの解析

1. Morphine(saline) グループとしての CPP スコアを計算: CPP スコア = 薬物ペア (非推奨) 室で過ごした時間エアコン衆参両院で要した合計時間/。
2. SPSS を使用して適切な統計手法と CPP のスコアと側面の部屋への入り口のデータ分析を実行します。
3. SEM が平均の標準誤差 ± SEM を意味は、すべての行動データを提示します。P の値を考慮する < 0.05 として統計的に重要なアスタリスク (*) と octothorpesin (#) の数値で指定します。

結果

次の代表的な結果を示す上記プロトコルと長期的なモルヒネ報酬メモリ (図 2) を正常に確立する CPP モルヒネを維持できます。側面の部屋、自己管理パラダイムでアクティブな応答の数に類似するエントリの数には、モルヒネの補強のプロパティが反映されます。CPP にあるこのモルヒネのパラダイムを使用して、渇望のインキュベーションを示す (図 3) のエントリ数の増加が観察されました。

CPP のメモリは、エアコンの最後のセッションの後、少なくとも 18 日を持続できます。

モルヒネ群 21 ラットと生理食塩水群 10 ラットは、長期的なやりがいのあるメモリの式をテストする使用されました。混合分散がグループとテストの間の相互作用の有意差を認めた (F (3,87) 4.973、p = = 0.003)、テスト (F (3,87) = 18.237, p 0.001 <) とグループ (F (1, 29) = 11.413、p = 0.002)。テスト間で有意差 (F (3,60) = 46.628, p < 0.001) モルヒネ グループがない生理食塩水 group(F(3,27) = 1.576、p = 0.218) 一方向繰返し分散分析により検出されました。ボンフェローニの調整と多重比較分析は、モルヒネ グループの 3 つのテストと T0 間に有意差を示した。図 2のように、モルヒネ報酬メモリは少なくとも 18 日間続いたし、時間依存傾向で減少しました。データは、以前出版された調査¹¹から取得されます。

次第に増加しモルヒネ群側のコンパートメントへの入り口

モルヒネ グループ
被験者内要因として入口、被験者間因子とテスト (T0、T1、T2、T3) とグループ (生理食塩水ペアし、モルヒネ対) の傾向がテストされた混合分散分析の設定します。グループとテストの間の相互作用の有意差 (F (2.311,92.449) 1.915、p = = 0.147) とグループ (F(1,40) p 0.898 = = 0.349)、テストの意義が (F(2.311,92.499) = 24.243, p < 0.001)、検出されました。最下位の違い (LSD) テストで複数の比較分析を示した T1 および T0 間に有意差 (p < 0.001)、T2 と T0 (p < 0.001) T3 と T0 (p < 0.001) モルヒネ対入口でモルヒネ群。生理食塩水ペア コンパートメントに関する統計の意義は T2 と T0 の間存在 (p = 0.002) T3 と T0 (p = 0.003) ない T1、T0 (p = 0.246)、²⁴の渇望ヘロインのインキュベーションのパターンに似ています。一般に、モルヒネで側面の部屋への入口は増加時間個別にグループ化します。

ラットの生理食塩水ペア コンパートメント t1 よりモルヒネ対コンパートメントにより頻繁に入力 (t(1,21) =-2.833, p =0.010) と T2 (t(1,21) =-4.458, p = 0.0002) T3 ではないが、(t(1,21) =-0.471, p = 0.642) (t-検定をペア 2 尾)。

生理食塩水群
モルヒネ グループと同様に、混合分散分析を適用し、グループとテストの間の相互作用に有意差は認められなかった (F(3,54) p 0.345 = = 0.793)、テスト (F(3,54) 1.793、p = = 0.159) とグループ (F(1,18) 0.151、p = = 0.702)。したがって、生理食塩水群で側面の部屋への入り口は、時間の経過と共に安定していた。

図 2: CPP メモリことができます最後の時間と減少が少なくとも 18 日。モルヒネ グループにおける CPP の記憶保持 (n = 21) と生理食塩水群 (n = 10) 最後のエアコン (T1, 2 日後いくつかの時間ポイントの CPP のスコアを測定することによって評価されました。10 日と 18 日 T3 T2)。CPP のスコアのすべての値は、平均 ± SEM. ### p を示します < 0.001 と ## p < 0.01 を生理食塩水グループと比較することを意味p < 0.001 モルヒネ群 T0 と比較を示します。この図は太陽ら、2017年¹¹から変更されています。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

図 3: 側面 - モルヒネと生理食塩水群の部屋への入り口です。モルヒネのグループの 2 つの側面の部屋への入り口 (n = 21) と生理食塩水群 (n = 10) 最後のエアコン (T1, 2 日後にいくつかの時点で評価されました。10 日と 18 日 T3 T2) T0 と比較。入り口のすべての値は、平均 ± SEM.[モルヒネ] (A) では、モルヒネ対側への入り口大幅に増加非常に T1 から T3 に T2 からのみ有意に増加した生理食塩水ペア室の入口ながら。対応のある t モルヒネ対コンパートメントと生理食塩水ペア コンパートメント T1 と T2 の両方で示した非常に有意な増加をテストします。(B) 生理食塩水群の両側に入口で大幅な変更はございません。この図は、太陽ら、2017年¹¹から変更されています。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

ディスカッション

ここでは、モルヒネ CPP パラダイムを使用してメソッドは条件のコンテキストとしてラット体性感覚的な合図を長期報酬記憶を確立する説明です。バランスの取れた CPP 試験装置による以前のプロトコル²¹の変更このような長期的な報酬のメモリを構築するため、生理食塩水とモルヒネ セッション セット少なくとも 10 h を離れて。さらに、連合学習を強化する段階でエアコン エアコン セッションが追加されます。CPP のスコアから離れて 2 つの側面の部屋の入り口が測定され、増加の側面の部屋入り口のパターンは自己管理パラダイムで高められた活動のそれと似ています。

上記 CPP パラダイムの確立に影響を与えるいくつかの要因。1 つのキーファクターは装置の設計: ラット一般的に両方の側面の部屋に嗜好性の類似装置のバランスが取れていることを確認する必要があります。アンバランスの装置は、片側の部屋¹³に初期の高優先順位のための CPP の買収をマスクできます。したがって、床または他の文脈手がかりのテクスチャを選択するときは、1 室 (90% 以上合計時間の 2 つの側面の部屋のいずれかに) 極端な好みを避けてください。異なる実験用実験者はコンテキストの刺激を変更することにより CPP 装置をバランスすることができます。バランスのとれた装置、実験的なデザインの 2 つの方法が一般的に使用される^{4 です}。偏りのある方法の 1 つは、すべての科目と非優先室ペア薬公平な方法は、薬優先でない商工会議所の動物の半分、最寄りの商工会議所と他の半分をペアリングすることです。両方の方法は、CPP¹³を確立できますが、後者のデザイン研究^17,25は常に片側室に彼らの強い希望により多くの被験者を除外します。薬物中毒^26,27,28に個々 の脆弱性が存在する、偏ったデザインは本研究では健常者の排除を避けるために選ばれました。バイアス デザインの制限の 1 つの側面の部屋に矛盾した好みの効果であります。図 2に示すように、生理食塩水群ラットある一貫した最初の非優先部屋の CPP スコアが低い。したがって、生理食塩水のコントロールを設定することで、側面の部屋に矛盾した好みがモルヒネ群 CPP 得点に与える影響は除外されます。最寄りの商工会議所の天井の効果を避けるためには、モルヒネ対室として最初の優先ではない部屋を使用します。ベースライン設定すると側面の部屋の目新しさやストレスの影響を避けるためには、3 つの前処理のセッションが実行されて、第 3 セッションがベースラインとして使用されます。第 4 因子は、モルヒネと生理食塩水のセッションの間隔です。私たちパラダイムで生理食塩水のコンディショニング期間の後に撤退を避けるために少なくとも 10 時間の間隔を選択します。モルヒネの投与量も重要な因子であります。非常に低用量モルヒネ、0.01 mg/kg⁶などの場所選好を誘発しなかった。10 mg/kg を投与ラットにおける最高の CPP スコア¹⁷とラット モルヒネ CPP 研究^17,21,23は通常使用されます。しかし、モルヒネ 10 mg/kg (i. p.) は、ラットの約 5% では呼吸抑制を引き起こすことができます。モルヒネ 5 mg/kg などの低用量は、今後の研究に使用できます。ツパイなどの他の種の薬への耐性は CPP のパラダイムを構築するとき考慮必要があります。モルヒネの増加量を調節時に使わなければツリーじゃじゃ馬は、高速なモルヒネ耐性を開発し、以来相^29,30。

修正されたプロトコルと¹¹ (図 2) をエアコンの 6 日後の 18 日間、少なくとも長期的な報酬メモリを設立します。将来の研究は、CPP が長時間維持できたかどうかを測定すべき。繰り返し再発は、薬物中毒の治療に大きな障壁です。ストレス、環境手がかりと薬は、再発を引き起こすことができます。CPP メモリの絶滅後、ストレスや薬による再発をモデルにこのモデルを使用できます。

モルヒネ群薬ペア室への入り口は、自己管理パラダイムで高められた活動と類似している禁欲期間¹¹ (図 3) に増加しました。しかし、生理食塩水ペア室への入り口は、また自己管理パラダイムの非アクティブな応答とは異なるラットおよびツパイ¹¹、CPP パラダイムを増加しました。この違いは、2 つのパラダイムの異なる基本原則のため可能性があります: 1 つは古典的条件付け、他のオペラント条件づけ。その上、ツパイ CPP の経験食品とでは、増加入口³⁰のようなパターンが表示されませんでした。したがって、モルヒネを経験した動物の両方の側面の部屋に増加の入り口は薬の培養の渇望を表すと考えられています。ラット¹¹エントリを増加させますのパターンが保存されてきたが、1 つの主題で繰り返し測定の使用制限を除くことができない、木ジネズミ目^11,30とサル³¹。それにもかかわらず、節制の間に主題の設計の間の期間にお勧め繰り返し測定の絶滅の影響を除外する今後の研究。

増加入口から離れて CPP 低用量モルヒネ (1 mg/kg および 3 mg/kg) のスコアは禁欲期間¹⁷に徐々 に増加しました。CPP パラダイムが現象を渇望のインキュベーションをモデルもが示唆されました。ただし、増加の CPP スコアも条件刺激の増加メモリを表す場合があります。この面は自己管理パラダイムでアクティブな応答に似ており、3 チャンバー装置側面の部屋への入り口より密接に薬または薬の報酬効果の検索に似ています。モルヒネ低用量のラット CPP パラダイムの中での禁酒期間中に側面の部屋への入口の動向を確認する興味深いものになるでしょう。他の薬とマウスの今後の研究は、この現象は薬物乱用/種の間で保存されているかどうかを確認するされるべきであります。

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Morphine	Shenyang First Pharmaceutical Factory
CPP apparatus/Camera	Anlai Technology Company
SPSS	IBM Inc