Name: methods for intravenous self administration in a mouse model
Uploaded: 2012-12-08T14:00:00
Duration: 12 min 9 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Methods for Intravenous Self Administration in a Mouse Model at JoVE.com

Eksperimenter på dyr ble utført i samsvar med de retningslinjer og forskrifter fastsatt av den kanadiske Council of Animal Care og McGill University Animal Care Committee. Denne forskningen ble støttet av midler tildelt til KG fra den kanadiske Institutes of Health Research (CIHR). Ingen interessekonflikter erklært.

1. Animal Boliger og Akklimatisering Prosedyrer <ol><li> Mannlige og kvinnelige CD-en mus er plassert med samme kjønn kullsøsken, opp til 5 dyr per bur, i standard plastmerder inneholder beta chip sengetøy og nestlet pads, med wire grid lokk for å imøtekomme vannflasker og mat. Standard mus chow og vann er tilgjengelig ad libitum i hjemmet merdene hele eksperimentet. </li><li> Mus er opprettholdt på en omvendt lys-mørke tidsplan (lysene på 22:00-10:00). </li><li> Mus har lov til å akklimatisere til IVSA testing rom for en uke før starten av eksperimentelle prosedyrer. </li></ol> 2. Operant trening <ol><li> Alle atferdsmessige prosedyrer inkludert søtet melk trening og sprøytemisbrukere Selvadministrering økter utføres ved hjelp av operant kammer som måler 15,9 x 14 x 12,7 cm, utstyrt med to ultra-sensitive mus spaker, dipper kopper, stimulans lys og mikroliter sprøyte pumper (Med forbundAtes Inc., St. Albans, VT, USA). Kamre er interfaced til en datamaskin ved hjelp Med Associates Smart CR-grensesnitt og Med-PC-programvare for å programmere timeplan av armering og samle inn data. </li><li> Naive mus habituated til operant kammer og trent for å jekke trykk ved hjelp av en søtet melk belønning (0,1 ml) presentert i en dipper cup. Operant melk gjennomføres på en-timers økter i 5-7 dager. Gjennomføring av en fast forhold (FR) tidsplan på den aktive spaken resulterte i presentasjonen av fossekallen koppen og belysningen av en stimulans lys. Den søtet melk løsning bestod av sukrose (10 mg / ml, ACS Reagent, Sigma-Aldrich Inc. St. Louis MO, USA) tilsatt til helmelk (3,25% fettinnhold). Operant trening med en søtet melk løsning eller en flytende mat forsterker er en vanlig teknikk som brukes for å lette operant svare på mus 1,2. </li></ol> 3. Utarbeidelse av utstyr som skal brukes under operasjonen RequIRED utstyr - 20, 23 og 26 gauge nåler, jeksel, en cc sprøyter, Tygon tubing, lodding jern, heparin, antibiotika og smertestillende. <ol><li> Forbered en nål til å veilede innsetting av kateteret inn i halsvenen ved barbering ned en 20 gauge nål. Skaftet på nålen er barbert ned ved hjelp av en slipemaskin for å danne en kanal innenfor nålen å lede kateteret slangen inn i venen. Nålen kanalen bør være nøye kontrollert for metall rusk som kan ha blitt deponert. Eventuelle hindringer til kanalen skal skrapes ut ved hjelp av fine tippet tang. </li><li> Tilpasse to 1-cc sprøyter som skal brukes til å skylle og sjekke kateteret. Forbered to sprøyter ved å ta 12 cm biter av Tygon slange og feste dem i den ene enden til 26 gauge nåler festet til en cc sprøyter, og strekker den andre enden av slangen over 23 måle nåler. En sprøyte skal fylles med 0,9% sterilt saltvann, og den andre med en heparinisert Ticarcillin løsning (33 mg av Ticarcillinog 0,3 mg heparin pr 10 ml sterilt saltvann). </li><li> Forbered kateter kanyle caps. Tygon tubing er strukket over en 23 gauge nål, og kuttet 1 cm fra fas. Smelt den åpne enden av slangen for å lage en tykk tetning. Slangen bør være smeltet slik at hele kanylen hetten er lang nok til å passe over kateteret kanylen, med forseglet endefestet snugly over enden av kanylen. Oppmerksom på at hvis lokket er for lang, er det en risiko for at det vil bli bøyd og deretter gjennomboret under prosessen av å feste påskrubar kateteret dekker. Således nøye forberedelse av kateter caps anbefales, for å tilveiebringe en god tilpasning til kanylen. </li><li> Utarbeide nødvendig løsninger. Alle reagenser er kjøpt fra Sigma-Aldrich Inc. (St-Louis MO, USA). <ol class="lalpha"><li> Heparinisert Ticarcillin løsning for kateter spyling - Oppløs 0,33 g Ticarcillin (dinatriumsalt) og 0,003 g av heparin i 10 ml sterilt saltvann. 0,03 ml oppløsning spyles through kateteret daglig. Antibiotika Oppløsningen gis for å forhindre blodpropp og infeksjoner fra utviklingsland. </li><li> Amikicin (antibiotikum) for subkutan injeksjon - En enkelt subkutan injeksjon gis etter kirurgi ved en dose på 10 mg / kg for å forhindre post-operative infeksjoner. </li><li> Ketoprofen (smertestillende) til subkutan injeksjon - En enkelt subkutan injeksjon er gitt etter operasjonen med en dose på 5 mg / kg til å administrere alle postoperative smerter. </li></ol></li></ol> 4. Kateter Implantasjon kirurgi Nødvendig utstyr og reagenser: isofluran, sterilt saltvann, alkohol (70%), 1 og 3 cc sprøyter fylt med sterilt saltvann, 1-cc tilpasset sprøyter, antibiotika og smertestillende løsninger utarbeidet i § 3 ovenfor, mus katetre (CamCaths, Cambridgeshire, UK ), kateter deksler (krystall caps fra HRS Scientific, Montreal, Quebec), øye smøremiddel, 4 cm plast bar å heve vene (dettekan konstrueres fra en plast Q-tip), Polysporin, sterile kompresser og gasbind, buede og rette tang, arterie klemmer, fine saks. <img src="/files/ftp_upload/3739/3739step1.jpg" alt="Trinn 1" fo:content-width="3in" fo:src="/files/ftp_upload/3739/3739step1highres.jpg"/><ol><li> Ved bruk av standard aseptiske teknikker kirurgisk benken, den kirurgiske instrumenter, og kateter er sterilisert før operasjonen. Riktig sterilisering teknikker inkluderer damp autoklavering for kirurgiske instrumenter og katetre kjøpt fra CamCaths. Glass perle sterilisering kan også brukes på tuppen av kirurgiske instrumenter. Etylenoksid sterilisering kan være ansatt på mer delikat katetre eller materiale som risiko smelting. En mer detaljert beskrivelse av gnagere kirurgiske aseptiske teknikker kan bli funnet i den vedlagte referansene 1,2. Satt opp av benken, er instrumenter og nese kjegle for vedlikehold anestesi illustrert i bildet. </li><li> Mus er bedøvet med isofluran gass, og vedlikeholdes under anestesi ved hjelp av en pusteslange under et skyllemedium system. Eye smøremiddel (Tears Naturale PM) brukes i begge øynene for å hindre dem fra å tørke ut under prosedyren. En passende kirurgisk margin er barbert på dyrets rygg og rundt halsen. Før noen snitt er gjort, er det kirurgiske felt begrenset ved hjelp av sterile forheng. </li><li> For å forberede i kateteret for innsetting inn i høyre atrium av hjertet, er det overskytende kateter slangen avskåret 1,2 cm fra pære av kateteret. Dette er den optimale lengden etablert for voksne CD-en mus, ca 8 ukers alder, 20-25 gram kroppsvekt. Lengden av kateter tubing må kanskje justeres litt (ved prøving og feiling), basert på belastningen, størrelsen og alderen på musene. Før innsetting, er sprøyten inneholdende sterilt saltvann (avsnitt 3.2) festet til kateteret kanylen, og kateteret er spylt og kontrolleres for lekkasje. Holddenne sprøyten er festet til kateteret gjennom den kirurgiske prosedyren. Det vil bli brukt til å skylle kateteret, og trekke tilbake blod i trinn 4,7. </li><li> Etter sterilisering med 70% alkohol, er en 2 cm lang midscapular innsnitt gjort starter midtveis på baksiden og slutter like under halsen for å imøtekomme basen av kateteret. Bindevev skal tvinges fra hverandre med pinsett for å gjøre plass for kateteret basen under huden. </li><li> Plassere dyret på ryggen, en annen grunt 1 - 2 cm diagonalt innsnitt er gjort fra høyre krageben går oppover til dyr kjeve, etter at området har blitt penslet med 70% alkohol. Halsvenen vil bli funnet overfladisk under huden i nakken. Som forberedelse for innsetting av kateter, blir slangen fra bunnen av kateteret trukket gjennom snitt på baksiden og brakt nær halsvenen ved å føre slangen under huden like over høyre skulder. Slutten av kateteret slangen erderetter festet til en arterie klemmen og plassert på dyrets side for å holde den på plass. </li><li> Den høyre vena jugularis ligger ved forsiktig beveger seg bort overfladisk bindevev og fettvev fra snitt rundt dyrets hals. Bindevev rundt venen er brutt i stykker med buede pinsett og venen er så opphøyet ved hjelp av en steril plast bar. Loose åpne suture knop er gjort rundt hver ende av venen og kateteret slangen er tredd gjennom den øverste knute og løkker over sutur tråden å hvile unclamped over høyre skulder. </li><li> Før innsetting, våt både 20 gauge innsetting nål og vene med sterilt saltvann for å redusere friksjonen. Nålen holdes parallelt til venen, og satt forsiktig nær bunnen av forhøyede venen (Merk: ca 0,5 cm av nålespissen må legge inn vene). Ved hjelp av tang, skyv kateteret slangen ned i sjakten av nålen inn i venen. Motstand ville indikere at slangen is innenfor bindevev og ikke innenfor venen. Trykk 0,03 cc av saltvann gjennom venen for å sikre at det ikke er noen lekkasjer. Lekkasjer ville indikere at venen kan gjennomboret eller at kateteret slangen plassering må justeres. Merk: For å sjekke om slangen er innenfor venen, forsøke å trekke opp litt blod ved hjelp av vedlagte saltvann sprøyten. Hvis blodet ikke kan umiddelbart trukket opp, kan blodåre eller hjertet veggen skal tilstoppes kateterspissen, eller venen har ikke blitt stukket, justere slangen og prøv igjen. Needle gjeninnsetting kan være nødvendig hvis blod fortsatt ikke kan trekkes opp. </li><li> For å sikre kateteret på plass, skyves kateter pære til innsettingspunktet og ta ut nålen. Knyt bunnen knute og trekk kateteret flush mot baren før knytte den andre knuten rett over pæren. Test på nytt for å se om blodet kan trekkes opp og løsne opp knutene litt hvis nødvendig. Brette kateteret slangen under huden og suturventrale snitt rundt dyrets hals. Påfør Polysporin Heal Rask med steril bomull applikator eller annen antibiotisk salve fortrinnsvis inneholdende noe smertestillende til lukket innsnitt. </li><li> Med dyret på magen sin, plassere kateteret basen under huden på ryggen i den preparerte innsnitt. Pass på at overskytende slange er minimalt looped og godt gjemt under kateteret base for å minimere sjansene for dyret å tygge og piercing det. Suturere innsnitt på begge sider av kateteret base, og anvende Polysporin Heal Rask hjelp av en steril bomull applikator. </li><li> Skyll kateteret med 0,03 cc av heparinisert Ticarcillin løsning ved hjelp av sprøyten med slangen festet til den (pkt. 3.2). Cap kanylen med plast kanyle cap og skru på den hvite kateteret dekselet. I noen mus som er friske fra kirurgi, kan blodet lekke ut av kateteret før kanylen er avkortet. Det er viktig å re-skylle dyret og rapidly erstatte kanylen cap før blodet har sjansen til å strømme ut. Dyr må spyles på en daglig basis for å opprettholde kateter patency. </li><li> Etter tørke ned injeksjonsområde mellom dyrene bakre ben med 70% etanol, subkutant injisere den analgetiske ketoprofen i en dose på 5 mg / kg på den ene siden, og den antibiotika amikicin ved en dose på 10 mg / kg på den andre siden. </li><li> Etter anestesi er avviklet, er dyr tillatt å komme i en ren bur med lett tilgang til mat og vann i 5 til 7 dager. Mus bør plasseres i en oppvarmet kabinett over natten for å hindre postoperativ hypotermi. </li></ol><img src="/files/ftp_upload/3739/3739step2.jpg" alt="Trinn 2" fo:content-width="4.75in" fo:src="/files/ftp_upload/3739/3739step2highres.jpg"/> 5. Atferdsforskning testing - Intravenøs selvadministrering <ol><li> Før atferdsmessige testing katetre skal skylles med 0,9% sterilt saltvann. Mus og deretter plassereD i operant kamre og koblet til infusjonen linjer og infusjonspumper. Active spak presser resultere i en 3,2 sek 18 pl legemiddelinfusjon kombinert med belysning av en stimulans lys. Hver spak trykk etterfølges av en 8 sek tid ut perioden som stimulans å lyse. </li><li> Etter operant økten, er mus katetre spyles med heparinisert Ticarcillin løsning før de blir returnert til sine hjem buret. </li><li> Mus har lov til å selv administrere for 3 påfølgende 2-timers økter på hver dose. Doser ble presentert i en tilfeldig rekkefølge for hver mus, som vist i den følgende del. </li><li> Kateter patency vurderes daglig ved å påse at både saltvann og antibiotikaløsning kan spyles gjennom kateteret. I tillegg kan en ketamin / midazolam testen utføres som beskrevet i den vedlagte referanse 5. I korte trekk, tegn på anestesi som ubevegelighet innen 5 sekunder av en infusjon av 0.02 til 0,03 ml ketamin (15 mg / ml),eller midazolam (0,75 mg / ml) midazolam er bevis for en patent kateter 5. </li></ol>

<ol>
	<li>Rocha, B. A., Ator, R., Emmett-Oglesby, M. W., Hen, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Intravenous Cocaine Self-Administration in Mice Lacking 5-HT1B Receptors. Pharmacology Biochemistry and Behavior. 57 (3), 407-412 (1997).</li><li>Zapata, A., Chefer, V. I., Ator, R., Shippenberg, T. S., Rocha, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioural+sensitization+and+enhanced+dopamine+response+in+the+nucleus+accumbens+after+intravenous+cocaine+self-administration+in+mice.">Behavioural sensitization and enhanced dopamine response in the nucleus accumbens after intravenous cocaine self-administration in mice.</a> European Journal of Neuroscience. 17 (3), 590-596 (2003).</li><li>Pritchett-Corning, K. R., Mulder, G. B., Luo, Y., White, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Principles+of+Rodent+Surgery+for+the+New+Surgeon.">Principles of Rodent Surgery for the New Surgeon.</a> J. Vis. Exp. (47), e2586 (2011).</li><li>Hoogstraten-Miller, S. L., Brown, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Techniques in Aseptic Rodent Surgery Current Protocols in Immunology. , 1.12-1.14 (2001).</li><li>Thomsen, M., Caine, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+Intravenous+Drug+Self-Administration+in+Rats+and+Mice.">Chronic Intravenous Drug Self-Administration in Rats and Mice.</a> Current Protocols in Neuroscience. . 9, 20.1-20.40 (2005).</li><li>Gill, K. J., Boyle, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Confirmation+of+quantitative+trait+loci+for+cocaine+induced+activation+in+the+AcB/BcA+series+of+recombinant+congenic+strains.">Confirmation of quantitative trait loci for cocaine induced activation in the AcB/BcA series of recombinant congenic strains.</a> Pharmacogenetics. 13, 329-338 (2003).</li><li>Gill, K. J., Boyle, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+influences+on+drug-induced+psychomotor+activation+in+mice.">Genetic influences on drug-induced psychomotor activation in mice.</a> Genes, Brain &#38; Behavior. 7, 859-868 (2008).</li><li>Boyle, A. E., Gill, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensitivity+of+AXB/BXA+recombinant+inbred+lines+of+mice+to+the+locomotor+activating+effects+of+cocaine:+A+QTL+analysis.">Sensitivity of AXB/BXA recombinant inbred lines of mice to the locomotor activating effects of cocaine: A QTL analysis.</a> Pharmacogenetics. 11 (3), 255-264 (2001).</li><li>Boyle, A. E., Gill, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+verification+of+previously+identified+QTLs+for+cocaine-induced+activation+using+a+panel+of+B6.A+chromosome+substitution+strains+(CSS)+and+A/JxC57Bl/6J+F2+mice.">A verification of previously identified QTLs for cocaine-induced activation using a panel of B6.A chromosome substitution strains (CSS) and A/JxC57Bl/6J F2 mice.</a> Psychopharmacology. 207 (2), 325-3234 (2009).</li><li>Thomsen, M., Caine, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Psychomotor+stimulant+effects+of+cocaine+in+rats+and+15+mouse+strains.">Psychomotor stimulant effects of cocaine in rats and 15 mouse strains.</a> Experimental and Clinical Psychopharmacology. 19 (5), 321-341 (2011).</li><li>Thomsen, M., Caine, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intravenous+drug+self-administration+in+mice:+practical+considerations.">Intravenous drug self-administration in mice: practical considerations.</a> Behavior genetics. 37 (1), 101-118 (2007).</li></ol>

Ingen interessekonflikter erklært.

Dyremodeller av narkotikamisbruk er spesielt nyttig for å forstå det genetiske grunnlaget for narkotikarelatert atferd. For eksempel mus med ulike genetiske profiler viser arvelige forskjeller i deres følsomhet for kokain 6-8 og bidra til å identifisere potensielle genet kandidater formidling av fenotypiske variasjonen 9. Den intravenøse kateterisering som er beskrevet i denne artikkelen har blitt brukt med stor suksess å undersøke stoffet IVSA i ulike stammer av mus samt mus av ulike genetiske bakgrunn 10. Fremgangsmåtene vist i denne videoen markere viktige faktorer for å fokusere på under og etter catherization kirurgi for å oppnå pålitelige intravenøs selvadministrering data. Først, er plasseringen av kateteret slangen innenfor høyre atrium avgjørende, for å hindre at kateteret svikt fra blot blodpropp. Under operasjonen er det viktig å sørge for at kateteretenden er uhindret, og ikke blokkeres av enten hjertet eller vene vev. Sekund, er daglig kateter spyling kreves både før og etter operant økter for å unngå blokkeringer. Endelig må kateteret kanyle dekkes konstant med både kanylen caps og krystall dekker når dyrene er i deres hjem bur, for å hindre adgang av rusk. Minor blokkering av kateteret kanylen kan forskyves ved hjelp av en fin 26 gauge nål, men daglig spyling med den hepariniserte antibiotikaløsning kreves, spesielt på dager når dyrene ikke er testet for IVSA. Å utføre dyr overlevelse kirurgi, god kjennskap til aseptiske teknikker, er analgesi og anestesi er nødvendig. Mens videoen ikke erstatte riktig kirurgisk trening, kan den brukes som en guide for forskere som ønsker å tilegne seg teknikker som kreves for dette paradigmet.

<table border="1"><tbody><tr><td> Navnet på reagensen </td><td> Selskapet </td><td> Katalognummer </td><td> Kommentarer (valgfritt) </td></tr><tr><td> Ticarcillin Disodium Salt </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> T5639-1G </td><td> 1 gram flaske </td></tr><tr><td> Tears Naturale PM (Eye smøremiddel) </td><td> Alcon </td><td> N / A </td><td> 3,5 gram tube Dette øyet smøremiddel kan bli funnet i de fleste apotek. Hvilkensomhelst oftalmiske øye smøremiddel kan brukes. </td></tr><tr><td> Kokain </td><td> Medisca Pharmaceutique </td><td> 0723-06 </td><td> 1 gram flaske </td></tr><tr><td> Ketamin </td><td> Medisca Pharmaceutique </td><td> 1754-1704 </td><td> 25 gram flaske </td></tr><tr><td> Midazolam </td><td> Medisca Pharmaceutique </td><td> 2519-06 </td><td> 1 gram flaske </td></tr><tr><td> Heparin sodium salt </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> H4784-250mg </td><td> 250 gram flaske </td></tr><tr><td> Ketoprofen </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> K1751-1G </td><td> 1 gram flaske </td></tr><tr><td> Amikicin sulfatsalt </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> A2324-5G </td><td> 5 gram flaske </td></tr><tr><td> Sukrose ACS Reagens </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> S5016-500G </td><td> 500 gram flaske </td></tr><tr><td> Standard mus katetre med myk netting </td><td> CamCaths </td><td> MIVSA/20/26/BC-1S </td><td> Tubing spesifikasjoner: 26SWG, 0.451, 0.254 </td></tr><tr><td> Krystall cap applikator </td><td> HRS Vitenskapelige </td><td> 313CAC </td><td> Dette er den hvite kateteret cap. </td></tr><tr><td> Tygon Micro Bore Tubing </td><td> Thomas Scientific </td><td> 9561S41 </td><td> Tubing spesifikasjoner (boring x od x veggtykkelse i inches): 0,01 x 0,03 x 0,01 </td></tr>
 </tbody>
</table>

methods for intravenous self administration in a mouse model

Dyremodeller har blitt utviklet for å studere de forsterkende effekter av legemidler, inkludert intravenøs selvadministrering (IVSA) paradigme. Fordelene med å bruke en IVSA paradigme studere de forsterkende egenskaper narkotika misbruk som kokain inkluderer det faktum at medikamentet er selv-administrert istedenfor eksperimentator-administreres, kan tidsplanen for armeringen bli endret, og nøyaktig måling av de mengder av medikament forbrukes samt tidspunktet og mønster av IV injeksjoner kan oppnås. Dessuten unngår den intravenøse administrasjonen potensielle forundrer knyttet til første pass metabolisme eller smak, og produserer rask økning i blod og hjerne narkotika nivåer. Som beskrevet i denne videoen, kan intravenøs selvadministrering oppnås uten forutgående mat begrensning eller før stoffet trening etter nøye plassering av kateter under operasjonen og grundig daglig kateter rødme og vedlikehold. Eksperimentelle prosedyrer beskrevet i dennepapir inneholde en beskrivelse av dyret bolig og akklimatisering metoder, operant trening med sukret melk løsninger, og kateter implantasjon kirurgi.

<img src="/files/ftp_upload/3739/3739fig1.jpg" alt="Figur 1" /> Figur 1. Mønsteret for å svare for sprøytemisbruk selvadministrering vil variere etter stoff, dosering og mus belastning ansatt. Figuren presentert viser kokain selvadministrering data etter vellykket catherization surgeries hjelp av fremgangsmåten beskrevet i videoen. Figuren viser gjennomsnitt (± SEM) kokain infusjoner opptjent og mener (± SEM) kokainbruk (mg / kg kroppsvekt) i en rekke 4 kokain doser presentert i tilfeldig rekkefølge på en FR1 tidsplan for forsterkning. Abscisse: dose selvadministrert medikament pr infusjon. Venstre ordinaten: totalt antall infusjoner opptjent i løpet av to-timers operant økt. Høyre ordinaten: total kokain inntak i mg / kg i løpet av 2-timers testøkt. Alle 13 katetre forble patent for varigheten av studien (4 uker). En enveis ANOVA gjennomført på dose viste at mice var administrere kokain i en doseavhengig [F (1,12) = 42,8, p &lt;0,05]. Det er en økning i kokainbruk over dose-respons kurve [F (3,36) = 29,6, p &lt;0,05] til tross for en nedgang i spaken trykke på høyere doser. Hvert datapunkt representerer gjennomsnittet av 3 testing økter på hver kokain dose (± SEM) samlet i CD-en mus (n = 13 / dose, menn og kvinner samlet). Sammenligninger av aktiv (legemiddel-forsterket) vs inaktiv spaken svare over doseresponskurve ble laget ved hjelp av to-veis ANOVA å sikre at mus var diskriminerende mellom de to spaker. For de CD1 mus, avslørte analysen en preferanse for den aktive arm [F (1,12) = 10.255, p &lt;0,05] over hele dose-respons kurve (data ikke vist her).

Watch this Scientific Journal Video about Methods for Intravenous Self Administration in a Mouse Model at JoVE.com

Methods for Intravenous Self Administration in a Mouse Model

Intravenøs selvadministrering (IVSA) paradigmet anses å være gullstandarden i å undersøke de forsterkende egenskaper narkotika misbruk hos gnagere. Dette manuskriptet skisserer de eksperimentelle prosedyrer og kirurgiske teknikker er nødvendig for å oppnå pålitelige IVSA data. Spesielt er grundig kateter implantasjon og vedlikehold merket.

Metoder for Intravenøs Selv Administration i en mus modell

Animal models have been developed to study the reinforcing effects of drugs, including the intravenous self-administration (IVSA) paradigm. The advantages ...

methods-for-intravenous-self-administration-in-a-mouse-model

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Assessment of Ultrasonic Vocalizations During Drug Self-administration in Rats

Drug self-administration procedures are commonly used to study behavioral and neurochemical changes associated with human drug abuse, addiction and relapse. Various types of behavioral activity are commonly utilized as measures of drug motivation in animals. However, a crucial component of drug abuse relapse in abstinent cocaine users is "drug craving", which is difficult to model in animals, as it often occurs in the absence of overt behaviors. Yet, it is possible that a class of ultrasonic vocalizations (USVs) in rats may be a useful marker for affective responses to drug administration, drug anticipation and even drug craving. Rats vocalize in ultrasonic frequencies that serve as a communicatory function and express subjective emotional states. Several studies have shown that different call frequency ranges are associated with negative and positive emotional states. For instance, high frequency calls ("50-kHz") are associated with positive affect, whereas low frequency calls ("22-kHz") represent a negative emotional state. This article describes a procedure to assess rat USVs associated with daily cocaine self-administration. For this procedure, we utilized standard single-lever operant chambers housed within sound-attenuating boxes for cocaine self-administration sessions and utilized ultrasonic microphones, multi-channel recording hardware and specialized software programs to detect and analyze USVs. USVs measurements reflect emotionality of rats before, during and after drug availability and can be correlated with commonly assessed drug self-administration behavioral data such lever responses, inter-response intervals and locomotor activity. Since USVs can be assessed during intervals prior to drug availability (e.g., anticipatory USVs) and during drug extinction trials, changes in affect associated with drug anticipation and drug abstinence can also be determined. In addition, determining USV changes over the course of short- and long-term drug exposure can provide a more detailed interpretation of drug exposure effects on affective functioning.

Drug self-administration and ultrasonic vocalizations (USV) are used as behavioral assessments in animal research, but rarely in combination. The purpose of this article is to describe the advantages of recording USVs during drug self-administration procedures to assess affective responses to drug experience.

Drug self-administration procedures are commonly used to study behavioral and neurochemical changes associated with human drug abuse, addiction and ...

Multiple-mouse Neuroanatomical Magnetic Resonance Imaging

The field of mouse phenotyping with magnetic resonance imaging (MRI) is rapidly growing, motivated by the need for improved tools for characterizing and evaluating mouse models of human disease. MRI is an excellent modality for investigating genetically altered animals. It is capable of whole brain coverage, can be used in vivo, and provides multiple contrast mechanisms for investigating different aspects of neuranatomy and physiology. The advent of high-field scanners along with the ability to scan multiple mice simultaneously allows for rapid phenotyping of novel mutations.
Effective mouse MRI studies require attention to many aspects of experiment design. In this article, we will describe general methods to acquire quality images for mouse phenotyping using a system that images mice concurrently in shielded transmit/receive radio frequency (RF) coils in a common magnet (Bock et al., 2003). We focus particularly on anatomical phenotyping, an important and accessible application that has shown a high potential for impact in many mouse models at our imaging centre. Before we can provide the detailed steps to acquire such images, there are important practical considerations for both in vivo brain imaging (Dazai et al., 2004) and ex vivo brain imaging (Spring et al., 2007) that should be noted. These are discussed below.

Magnetic resonance imaging (MRI) has become an increasingly popular tool for examining the phenotype of genetically altered mice. This article illustrates the methods necessary to achieve high-throughput phenotyping of genetically altered mice using multiple-mouse MRI.

The field of mouse phenotyping with magnetic resonance imaging (MRI) is rapidly growing, motivated by the need for improved tools for characterizing and ...

Microdialysis of Ethanol During Operant Ethanol Self-administration and Ethanol Determination by Gas Chromatography

Operant self-administration methods are commonly used to study the behavioral and pharmacological effects of many drugs of abuse, including ethanol. However, ethanol is typically self-administered orally, rather than intravenously like many other drugs of abuse. The pharmacokinetics of orally administered drugs are more complex than intravenously administered drugs. Because understanding the relationship between the pharmacological and behavioral effects of ethanol requires knowledge of the time course of ethanol reaching the brain during and after drinking, we use in vivo microdialysis and gas chromatography with flame ionization detection to monitor brain dialysate ethanol concentrations over time. 
Combined microdialysis-behavioral experiments involve the use of several techniques. In this article, stereotaxic surgery, behavioral training and microdialysis, which can be adapted to test a multitude of self-administration and neurochemical centered hypotheses, are included only to illustrate how they relate to the subsequent phases of sample collection and dialysate ethanol analysis. Dialysate ethanol concentration analysis via gas chromatography with flame-ionization detection, which is specific to ethanol studies, is described in detail. Data produced by these methods reveal the pattern of ethanol reaching the brain during the self-administration procedure, and when paired with neurochemical analysis of the same dialysate samples, allows conclusions to be made regarding the pharmacological and behavioral effects of ethanol.

A method to determine the time course of ethanol concentration in the brains of rats during operant ethanol self-administration is described. Gas chromatography with flame ionization detection is used to quantify ethanol in the dialysate samples, because it has the sensitivity required for the small volumes that are generated.

Mikrodialyse av etanol under operant etanol selvadministrering og etanol Bestemmelse med gasskromatografi

Operant self-administration methods are commonly used to study the behavioral and pharmacological effects of many drugs of abuse, including ethanol.  ...

Methods for Studying the Mechanisms of Action of Antipsychotic Drugs in Caenorhabditis elegans

Caenorhabditis elegans is a simple genetic organism amenable to large-scale forward and reverse genetic screens and chemical genetic screens. The C. elegans genome includes potential antipsychotic drug (APD) targets conserved in humans, including genes encoding proteins required for neurotransmitter synthesis and for synaptic structure and function. APD exposure produces developmental delay and/or lethality in nematodes in a concentration-dependent manner. These phenotypes are caused, in part, by APD-induced inhibition of pharyngeal pumping1,2. Thus, the developmental phenotype has a neuromuscular basis, making it useful for pharmacogenetic studies of neuroleptics. Here we demonstrate detailed procedures for testing APD effects on nematode development and pharyngeal pumping. For the developmental assay, synchronized embryos are placed on nematode growth medium (NGM) plates containing APDs, and the stages of developing animals are then scored daily. For the pharyngeal pumping rate assay, staged young adult animals are tested on NGM plates containing APDs. The number of pharyngeal pumps per unit time is recorded, and the pumping rate is calculated. These assays can be used for studying many other types of small molecules or even large molecules.

Methods for Studying the Mechanisms of Action of Antipsychotic Drugs in Caenorhabditis elegans

Approaches for testing the effects of antipsychotic drugs (APDs) in Caenorhabditis elegans are demonstrated. Assays are described for testing drug effects on development and viability and on pharyngeal pumping rate. These methods are also applicable for pharmacogenetic experiments with drug classes other than APDs.

Metoder for å studere virkningsmekanismer av antipsykotiske legemidler i<em&gt; Caenorhabditis elegans</em

Caenorhabditis elegans is a simple genetic organism amenable to  large-scale forward and reverse genetic screens and chemical genetic screens. The C.  ...

The Corneal Micropocket Assay: A Model of Angiogenesis in the Mouse Eye

The mouse corneal micropocket assay is a robust and quantitative in vivo assay for evaluating angiogenesis. By using standardized slow-release pellets containing specific growth factors that trigger blood vessel growth throughout the naturally avascular cornea, angiogenesis can be measured and quantified. In this assay the angiogenic response is generated over the course of several days, depending on the type and dose of growth factor used. The induction of neovascularization is commonly triggered by either basic fibroblast growth factor (bFGF) or vascular endothelial growth factor (VEGF). By combining these growth factors with sucralfate and hydron (poly-HEMA (poly(2-hydroxyethyl methacrylate))) and casting the mixture into pellets, they can be surgically implanted in the mouse eye. These uniform pellets slowly-release the growth factors over five or six days (bFGF or VEGF respectively) enabling sufficient angiogenic response required for vessel area quantification using a slit lamp. This assay can be used for different applications, including the evaluation of angiogenic modulator drugs or treatments as well as comparison between different genetic backgrounds affecting angiogenesis. A skilled investigator after practicing this assay can implant a pellet in less than 5 min per eye.

The protocol describes the corneal micropocket assay as developed in mice.

Hornhinnen Micropocket analysen: En modell av Angiogenese i Mouse Eye

The mouse corneal micropocket assay is a robust and quantitative in vivo assay for evaluating angiogenesis. By using standardized slow-release pellets ...

Immunohistochemical and Calcium Imaging Methods in Wholemount Rat Retina

In this paper we describe the tools, reagents, and the practical steps that are needed for: 1) successful preparation of wholemount retinas for immunohistochemistry and, 2) calcium imaging for the study of voltage gated calcium channel (VGCC) mediated calcium signaling in retinal ganglion cells. The calcium imaging method we describe circumvents issues concerning non-specific loading of displaced amacrine cells in the ganglion cell layer.

Immunohistochemistry protocols are used to study the localization of a specific protein in the retina. Calcium imaging techniques are employed to study calcium dynamics in retinal ganglion cells and their axons.

Immunhistokjemiske og kalsium avbildningsmetoder i Wholemount Rat Retina

In this paper we describe the tools, reagents, and the practical steps that are needed for: 1) successful preparation of wholemount retinas for ...

Methods for Cell-attached Capacitance Measurements in Mouse Adrenal Chromaffin Cell

Neuronal transmission is an integral part of cellular communication within the brain. Depolarization of the presynaptic membrane leads to vesicle fusion known as exocytosis that mediates synaptic transmission. Subsequent retrieval of synaptic vesicles is necessary to generate new neurotransmitter-filled vesicles in a process identified as endocytosis. During exocytosis, fusing vesicle membranes will result in an increase in surface area and subsequent endocytosis results in a decrease in the surface area. Here, our lab demonstrates a basic introduction to cell-attached capacitance recordings of single endocytic events in the mouse adrenal chromaffin cell. This type of electrical recording is useful for high-resolution recordings of exocytosis and endocytosis at the single vesicle level. While this technique can detect both vesicle exocytosis and endocytosis, the focus of our lab is vesicle endocytosis. Moreover, this technique allows us to analyze the kinetics of single endocytic events. Here the methods for mouse adrenal gland tissue dissection, chromaffin cell culture, basic cell-attached techniques, and subsequent examples of individual traces measuring singular endocytic event are described.

After exocytosis, fused plasma membrane is retrieved through a process known as endocytosis. This mechanism reforms new synaptic vesicles for the next round of release. Individual endocytic events are captured and analyzed through the use of the cell-attached capacitance recordings in mouse adrenal chromaffin cells.

Metoder for Cell-festet måling av kapasitans i Mouse Adrenal chromaffin Cell

Neuronal transmission is an integral part of cellular communication within the brain. Depolarization of the presynaptic membrane leads to vesicle fusion ...

Neurobehavioral Assessments in a Mouse Model of Neonatal Hypoxic-ischemic Brain Injury

We performed unilateral carotid artery occlusion on CD-1 mice to create a neonatal hypoxic-ischemic (HI) model and investigated the effects of neonatal HI brain injury by studying neurobehavioral functions in these mice compared to non-operated (i.e., normal) mice. During the study, Rice-Vannucci&#39;s method was used to induce neonatal HI brain damage in postnatal day 7-10 (P7-10) mice. The HI operation was performed on the pups by unilateral carotid artery ligation and exposure to hypoxia (8% O2 and 92% N2 for 90 min). One week after the operation, the damaged brains were evaluated with the naked eye through the semi-transparent skull and were categorized into subgroups based on the absence (&#34;no cortical injury&#34; group) or presence (&#34;cortical injury&#34; group) of cortical injury, such as a lesion in the right hemisphere. On week 6, the following neurobehavioral tests were performed to evaluate the cognitive and motor functions: passive avoidance task (PAT), ladder walking test, and grip strength test. These behavioral tests are helpful in determining the effects of neonatal HI brain injury and are used in other mouse models of neurodegenerative diseases. In this study, neonatal HI brain injury mice showed motor deficits that corresponded to right hemisphere damage. The behavioral test results are relevant to the deficits observed in human neonatal HI patients, such as cerebral palsy or neonatal stroke patients. In this study, a mouse model of neonatal HI brain injury was established and showed different degrees of motor deficits and cognitive impairment compared to non-operated mice. This work provides basic information on the HI mouse model. MRI images demonstrate the different phenotypes, separated according to the severity of brain damage by motor and cognitive tests.

We performed unilateral carotid artery occlusion on postnatal day 7-10 CD-1 mouse pups to create a neonatal hypoxic-ischemic (HI) model and investigated the effects of HI brain injury. We studied neurobehavioral functions in these mice compared to non-operated normal mice.

Neurobehavioral vurderinger i en musemodell av Neonatal Hypoxic-iskemisk hjerneskade

We performed unilateral carotid artery occlusion on CD-1 mice to create a neonatal hypoxic-ischemic (HI) model and investigated the effects of neonatal HI ...

Methods and Tips for Intravenous Administration of Adeno-associated Virus to Rats and Evaluation of Central Nervous System Transduction

Adeno-associated virus (AAV) vectors are a key reagent in the neurosciences for clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR), optogenetics, cre-lox targeting, etc. The purpose of this manuscript is to aid the investigator attempting expansive central nervous system (CNS) gene transfer in the rat via tail vein injection of AAV. Wide-scale expression is relevant for conditions with widespread pathology, and a rat model is significant due to its greater size and physiologic similarities to humans compared to mice. In this example application, a wide-scale neuronal transduction is used to mimic a neurodegenerative disease that affects the entire spinal cord, amyotrophic lateral sclerosis (ALS). The efficient wide-scale CNS transduction can also be used to deliver therapeutic protein factors in pre-clinical studies. After a post-injection expression interval of several weeks, the effects of the transduction are evaluated. For a green fluorescent protein (GFP) control vector, the amount of GFP in the cerebellum is estimated quickly and reliably by a basic imaging program. For motor disease phenotypes that are induced by the ALS related protein transactive response DNA-binding protein of 43 kDa (TDP-43), the deficits are scored by escape reflex and rotarod. Beyond disease modeling and gene therapy, there are diverse potential applications for the wide-scale gene targeting described here. The expanded use of this method will aid in expediting hypothesis testing in the neurosciences and neurogenetics.

Methods for a wide-scale central nervous system gene delivery in the rat are covered. In this example, the purpose is to mimic a disease that affects the entire spinal cord. The widespread transduction can be used to deliver a therapeutic protein to the CNS from a one-time, peripheral administration.

Metoder og tupper for intravenøs administrasjon av Adeno-assosiert Virus rotter og evaluering av sentralnervesystemet signaltransduksjon

Adeno-associated virus (AAV) vectors are a key reagent in the neurosciences for clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR), ...

Assessment of Blood-brain Barrier Permeability by Intravenous Infusion of FITC-labeled Albumin in a Mouse Model of Neurodegenerative Disease

Disruption of blood-brain barrier (BBB) integrity is a common feature for different neurological and neurodegenerative diseases. Although the interplay between perturbed BBB homeostasis and the pathogenesis of brain disorders needs further investigation, the development and validation of a reliable procedure to accurately detect BBB alterations may be crucial and represent a useful tool for potentially predicting disease progression and developing targeted therapeutic strategies.
Here, we present an easy and efficient procedure for evaluating BBB leakage in a neurodegenerative condition like that occurring in a preclinical mouse model of Huntington disease, in which defects in the permeability of BBB are clearly detectable precociously in the disease. Specifically, the high molecular weight fluorescein isothiocyanate labelled (FITC)-albumin, which is able to cross the BBB only when the latter is impaired, is acutely infused into a mouse jugular vein and its distribution in the vascular or parenchymal districts is then determined by fluorescence microscopy.
Accumulation of green fluorescent-albumin in the brain parenchyma functions as an index of aberrant BBB permeability and, when quantitated by using Image J processing software, is reported as Green Fluorescence Intensity.

In this study, we present an easy and efficient procedure for evaluating the disruption of the blood-brain barrier under neurodegenerative conditions. To achieve our objective, we infused high molecular weight fluorescein isothiocyanate labelled (FITC)-albumin into mouse jugular vein and evaluated its leakage into the brain parenchyma by fluorescence microscopy.

Vurdering av blod - hjerne barrieren permeabilitet av intravenøs infusjon av FITC-merket Albumin i en musemodell av nevrodegenerative sykdommer

Disruption of blood-brain barrier (BBB) integrity is a common feature for different neurological and neurodegenerative diseases. Although the interplay ...