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

Djurförsök utfördes i enlighet med de riktlinjer och regler som anges av den kanadensiska rådet av Animal Care och McGill University Animal Care kommittén. Denna forskning stöddes av medel som tilldelas KG från den kanadensiska Institutes of Health Research (CIHR). Inga intressekonflikter deklareras.

1. Djurstallar och acklimatisering förfaranden <ol><li> Manliga och kvinnliga CD-1 möss hålls med samma kön kullsyskon, upp till 5 djur per bur, i vanliga plastburar innehåller beta-chip sängkläder och kuddar nestlet, med lock trådgaller att rymma vattenflaskor och mat. Standard musfoder och vatten finns tillgängligt ad libitum i hemburar hela experimentet. </li><li> Möss hålls på en omvänd ljus-mörk schema (ljus på från 22:00 till 10:00). </li><li> Möss får acklimatisera till IVSA tester rum för en vecka före starten av experimentella procedurer. </li></ol> 2. Operant träning <ol><li> Samtliga beteendemässiga procedurer, inklusive sötad mjölk utbildning och injektionsmissbrukare självadministrering sessioner utförs med operanta kammare som mäter 15,9 x 14 x 12,7 cm, utrustad med 2 ultra-känsliga mus spakar, koppar Dipper, ljus stimulans och mikroliter pumpar spruta (Med AssociAtes Inc., St Albans, VT, USA). Chambers är gränssnitt till en dator med Med Associates Smart CR-gränssnitt och Med-PC-programvara för att programmera schema för förstärkning och samla in data. </li><li> Naiva möss vana vid de operanta kamrarna och utbildade för att spaken press med en sötad mjölk belöning (0,1 ml) presenteras i en skopa kopp. Operant mjölk utbildningen sker i 1-hr sessioner för 5-7 dagar. Slutförande av ett fast förhållande (FR) schemat på den aktiva spaken resulterade i presentationen av skopan Cup och belysning av en stimulans ljus. Den sötad mjölk lösningen bestod av sackaros (10 mg / ml, ACS-reagens, Sigma-Aldrich Inc. St-Louis, MO, USA) sattes till helmjölk (3,25% fett). Operant träning med en sötad mjölk lösning eller en flytande livsmedel förstärkare är en vanlig teknik som används för att underlätta operant reagera i möss 1,2. </li></ol> 3. Beredning av utrustning som skall användas vid kirurgi RequIRED utrustning - 20, 23 och 26 nålar gauge, kvarn, 1 cc sprutor, Tygonrör, lödkolv, heparin, antibiotika och smärtstillande. <ol><li> Förbered en nål för att styra införandet av katetern i halsvenen genom rakning ned en 20 gauge nål. Axeln av nålen rakas ned med användning av en kvarn för att bilda en kanal inuti nålen för att styra kateterröret in i venen. Nålen kanalen bör kontrolleras noggrant för någon metall skräp som kan ha deponerats. Eventuella hinder i kanalen bör skrapas ut med fina spetsar pincett. </li><li> Adapt två 1-cc sprutor som skall användas för spolning och kontroll katetern. Bered två sprutor genom att ta 12 cm bitar av Tygon-slang och fäst dem vid en ände till 26 gauge nålar fästa till 1 cc sprutor och sträcker de andra ändarna av slangen över 23 gauge nålar. En spruta ska fyllas med 0,9% steril saltlösning och den andra med en hepariniserad ticarcillin lösning (33 mg tikarcillinoch 0,3 mg heparin per 10 ml steril saltlösning). </li><li> Förbered kateterkanylen mössor. Tygonrör är spänd över en 23 gauge nål och skär 1 cm från avfasningen. Smält den öppna änden av röret för att skapa en tjock tätning. Slangen bör smältas så att hela kanylen locket är tillräckligt lång för att passa över kateterkanylen, med den förseglade änden passar tätt över änden av kanylen. Observera att om locket är för lång, finns en risk för att den kommer att böjas och därefter genomborrade under processen att fästa skruven on kateter täcker. Sålunda noggrann förberedelse av katetern locken rekommenderas, i syfte att åstadkomma en god passning till kanylen. </li><li> Förbered lösningar som krävs. Samtliga reagens köptes från Sigma-Aldrich Inc. (St-Louis, MO, USA). <ol class="lalpha"><li> Hepariniserad tikarcillin lösning för kateter spolning - Lös 0,33 g ticarcillin (dinatriumsalt) och 0,003 g heparin i 10 ml steril saltlösning. 0,03 ml lösning spolas thrgrundlig katetern dagligen. Den antibiotiska lösningen administreras för att förhindra blodproppar och infektioner från att utvecklas. </li><li> Amikicin (antibiotika) för subkutan injektion - En subkutan injektion ges efter operation vid en dos på 10 mg / kg för att förhindra postoperativa infektioner. </li><li> Ketoprofen (smärtstillande) för subkutan injektion - En subkutan injektion ges efter operation vid en dos av 5 mg / kg för att hantera alla postoperativ smärta. </li></ol></li></ol> 4. Kateter implantationskirurgi Nödvändig utrustning och reagenser: Isofluran, steril saltlösning, alkohol (70%), 1 och 3 sprutor cc fylld med steril koksaltlösning, 1-cc anpassade sprutor, antibiotika och smärtstillande lösningar beredda i avsnitt 3 ovan, mus katetrar (CamCaths, Cambridgeshire, Storbritannien ), kateter täcker (kristall lock från HRS Vetenskapliga, Montreal, Quebec), öga smörjmedel, 4 cm plast bar att höja ven (dettakan konstrueras av en plast Q-tip), Polysporin, sterila kompresser och gasväv, krökta och raka pincett, klämmor artär, fina saxar. <img src="/files/ftp_upload/3739/3739step1.jpg" alt="Steg 1" fo:content-width="3in" fo:src="/files/ftp_upload/3739/3739step1highres.jpg"/><ol><li> Med sedvanlig aseptisk teknik den kirurgiska bänken, de kirurgiska instrumenten och katetrarna steriliseras före operation. Korrekt steriliseringstekniker innefattar ångautoklavering för kirurgiska instrument och katetrar köpta från CamCaths. Glaspärla sterilisering kan också användas på tips av kirurgiska instrument. Etylenoxidsterilisering kan användas på mer ömtåliga katetrar eller material som riskerar att smälta. En mer detaljerad beskrivning av gnagare kirurgiska aseptiska tekniker kan hittas i bifogade referenser 1,2. Ställ in i bänken, är instrument och noskon för underhåll anestesi illustreras i bilden. </li><li> Möss är sövda med isofluran gas och hölls under anestesi med en andning rör under ett spolningssystem. Öga smörjmedel (Tears Naturale PM) anbringas på båda ögonen för att hindra dem från att torka ut under förfarandet. En lämplig kirurgisk marginal rakat på djurets rygg och runt halsen. Innan några snitt görs, är de kirurgiska områden begränsade med sterila dukar. </li><li> För att förbereda katetern för införing i det högra förmaket av hjärtat, överskottet kateterröret avskuren 1,2 cm från lampan av katetern. Detta är den optimala längden fastställts för vuxna CD-1-möss, ungefär 8 veckors ålder, 20-25 gram kroppsvikt. Längden av kateterrör kan behöva justeras något (genom trial and error), baserat på stammen, storlek och ålder hos mössen. Före insättning, är sprutan innehållande steril saltlösning (avsnitt 3,2) fäst vid kateterkanylen, och katetern spolas och kontrolleras med avseende på läckor. Hålldenna spruta fäst till katetern under det kirurgiska förfarandet. Den kommer att användas för att spola katetern och dra tillbaka blod i steg 4,7. </li><li> Efter sterilisering med 70% alkohol, är en 2 cm lång midscapular snitt start halvvägs på ryggen och slutar strax under halsen för att inrymma basen av katetern. Bindväv ska tvingas isär med pincett för att ge plats för katetern bas under huden. </li><li> Placering av djuret på ryggen, en andra grund 1 till 2 cm diagonalt snitt görs från höger nyckelbenet går uppåt till djur käken, efter att området har varit tvättas med 70% alkohol. Halsvenen kommer att hittas ytligt under huden i nacken. Som förberedelse för införande av katetern, är slangen från basen av katetern dras genom snittet på ryggen och bringas nära den halsvenen genom att föra slangen under huden precis över den högra axeln. Den ände av kateterrör ärdärefter vid en artär klämma och placerad vid djurets sida för att hålla den på plats. </li><li> Den högra halsvenen ligger vid försiktigt flytta bort ytliga bindväv och fettvävnad från snittet runt djurets hals. Bindväv runt venen bryts sönder med böjda pincett och venen sedan höjs med en steril plast bar. Lösa öppna sutur knutar görs runt varje ände av venen och kateterröret träs genom den övre knut och slinga över suturen tråden att vila lossas över den högra axeln. </li><li> Före insättning, våt både 20 gauge införingsnålen och ven med steril saltlösning för att minska friktionen. Nålen hålls parallellt med venen, och insatt försiktigt nära botten av den förhöjda ven (Notera: ca 0,5 cm av nålspetsen måste ange venen). Använd pincett, skjut kateterröret ner skaftet på nålen i venen. Motstånd tyder på att slangen is inom bindväv och inte i venen. Tryck 0,03 cc saltlösning genom venen för att säkerställa att det inte finns några läckor. Läckor skulle indikera att venen kan genomborras eller att kateterröret placeringen behöver justeras. OBS: För att kontrollera om slangen är inom venen, försöka utarbeta lite blod med bifogad koksaltlösning sprutan. Om blodet inte omedelbart kan upprättas, får venen eller hjärtväggen att täppa kateterspetsen eller venen inte har genomborrat, justera slangen och försök igen. Nål återinförande kan vara nödvändig om blod fortfarande inte kan upprättas. </li><li> För att säkerställa katetern på plats, tryck katetern glödlampa till insättningspunkten och ta bort nålen. Knyt den nedre knut och dra katetern an mot baren innan knyta den andra knut precis ovanför lampan. Testa igen för att se om blod kan dras upp och lossa knutar något om det behövs. Stoppa kateterröret under huden och suturenventrala snitt runt djurets hals. Applicera Polysporin läka snabbt med användning av en steril applikator bomull spets, eller någon annan antibiotisk salva företrädesvis innehållande en del analgetikum till den slutna snittet. </li><li> Med djuret på dess buk, placera katetern basen under huden på ryggen inom den förberedda snitt. Se till att överskottet slangen minimalt loopas och väl dold under katetern basen för att minimera risken för att djuret tuggar och piercing det. Sutur snittet på båda sidor av katetern basen, och tillämpa Polysporin läka snabbt med användning av en steril applikator bomull spets. </li><li> Spola katetern med 0,03 cm av hepariniserad ticarcillin lösningen med sprutan med slangen förses med (avsnitt 3,2). Cap kanylen med kanylen locket och skruva på den vita katetern lock. I vissa möss som är färskt från kirurgi, kan blod läcka ut ur katetern innan kanylen är täckt. Det är viktigt att åter spola djuret och rapidly ersätta kanylen locket innan blod har möjlighet att rinna ut. Djur skall spolas dagligen för att upprätthålla kateter öppenhet. </li><li> Efter avtorkning ned injektionsstället mellan djuren bakbenen med 70% etanol, subkutant injicera den analgetiska ketoprofen i en dos av 5 mg / kg på den ena sidan, och den antibiotiska amikicin vid en dos av 10 mg / kg på den andra sidan. </li><li> Efter anestesi avbryts djuren får återhämta sig i en ren bur med enkel tillgång till mat och vatten i 5 till 7 dagar. Möss bör placeras i en uppvärmd skåp över natten för att förhindra postoperativ hypotermi. </li></ol><img src="/files/ftp_upload/3739/3739step2.jpg" alt="Steg 2" fo:content-width="4.75in" fo:src="/files/ftp_upload/3739/3739step2highres.jpg"/> 5. Beteende tester - Intravenös Self-Administration <ol><li> Före testning beteendemässiga katetrar spolas med 0,9% steril saltlösning. Möss Placera sedand i operanta kamrarna och ansluten till infusionsledningar och infusionspumpar. Aktiva hävarmspressar resultera i en 3,2 sek 18 pl läkemedelsinfusion kombination med belysning av en stimulans ljus. Varje hävarm pressen följs av en 8 sek timeout period under vilken stimulans lysa. </li><li> Efter operant sessionen är möss katetrar spolas med hepariniserad ticarcillin lösningen innan den återförs till sina hem bur. </li><li> Möss får själv administrera för 3 i rad 2-hr sessioner vid varje dos. Doser presenterades i slumpvis ordning för varje mus, såsom visas i följande avsnitt. </li><li> Kateter öppenhet bedöms dagligen genom att säkerställa att både saltlösning och antibiotika lösning kan spolas genom katetern. Dessutom, kan en ketamin / midazolam test utfördes såsom beskrivits i bifogade referens 5. I korthet, tecken på anestesi, såsom orörlighet inom 5 sekunder av en infusion av 0,02-0,03 ml ketamin (15 mg / ml),eller midazolam (0,75 mg / ml) midazolam är ett bevis på ett 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>

Inga intressekonflikter deklareras.

Djurmodeller för drogmissbruk är särskilt användbara för att förstå den genetiska grunden för narkotikarelaterade beteenden. Till exempel möss med olika genetiska profiler visar ärftliga skillnader i deras känslighet för kokain 6-8 och hjälpa till att identifiera potentiella gen kandidater förmedla fenotypiska variabiliteten 9. De intravenösa kateteriseringsprocedurer beskrivs i detta dokument har använts med stor framgång för att undersöka läkemedel IVSA i olika stammar av möss samt möss med olika genetiska bakgrunder 10. De förfaranden som visas i den här videon belysa viktiga faktorer att fokusera på under och efter catherization kirurgi för att få tillförlitliga intravenösa självadministrering data. Först, är placeringen av kateterröret inom höger förmak viktigt, i syfte att förhindra kateterns fel från blot blodproppar. Under kirurgi är det viktigt att se till att kateternände obehindrat, och inte tilltäppt av antingen hjärtat eller ven vävnad. Andra är daglig kateter spolning krävs både före och efter operanta sessioner för att förhindra blockeringar. Slutligen måste kateterkanylen täckas ständigt med både kanylen lock och kristall täcker då djuren befinner sig i deras hem burar, för att förhindra införsel av skräp. Mindre blockering av kateterkanylen kan lossna med en fin 26 gauge nål, men dagligen spolning med hepariniserad antibiotikalösning krävs, särskilt på dagar då djuren inte testas för IVSA. Att operera djur överlevnad, goda kunskaper i aseptisk teknik, är analgesi och anestesi behövs. Även denna video inte ersätter riktig kirurgisk träning, kan den användas som vägledning för forskare som vill skaffa de tekniker som behövs för detta paradigm.

<table border="1"><tbody><tr><td> Namnet av reagenset </td><td> Företag </td><td> Katalognummer </td><td> Kommentarer (tillval) </td></tr><tr><td> Tikarcillin dinatriumsalt </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> T5639-1G </td><td> 1 gram flaska </td></tr><tr><td> Tears Naturale PM (Eye smörjmedel) </td><td> Alcon </td><td> N / A </td><td> 3,5 gram tub Detta öga smörjmedel kan hittas i de flesta apotek. Varje oftalmisk öga smörjmedel kan användas. </td></tr><tr><td> Kokain </td><td> Medisca Pharmaceutique </td><td> 0723-06 </td><td> 1 gram flaska </td></tr><tr><td> Ketamin </td><td> Medisca Pharmaceutique </td><td> 1754-04 </td><td> 25 gram flaska </td></tr><tr><td> Midazolam </td><td> Medisca Pharmaceutique </td><td> 2519-06 </td><td> 1 gram flaska </td></tr><tr><td> Heparin natriumsalt </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> H4784-250mg </td><td> 250 g flaska </td></tr><tr><td> Ketoprofen </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> K1751-1G </td><td> 1 gram flaska </td></tr><tr><td> Amikicin sulfatsaltet </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> A2324-5G </td><td> 5 gram flaska </td></tr><tr><td> Sackaros ACS-reagens </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> S5016-500G </td><td> 500 g flaska </td></tr><tr><td> Standard mus katetrar med mjuk nät </td><td> CamCaths </td><td> MIVSA/20/26/BC-1S </td><td> Slangar specifikationer: 26SWG, 0,451, 0,254 </td></tr><tr><td> Kristall mössa applikator </td><td> HRS Vetenskapliga </td><td> 313CAC </td><td> Detta är den vita kateter locket. </td></tr><tr><td> Tygon Micro innerdiameter </td><td> Thomas Scientific </td><td> 9561S41 </td><td> Slangar specifikationer (cylinderdiameter x OD x väggtjocklek i inches): 0,01 x 0,03 x 0,01 </td></tr>
 </tbody>
</table>

methods for intravenous self administration in a mouse model

Djurmodeller har utvecklats för att studera de förstärkande effekterna av läkemedel, inklusive intravenösa självadministrering (IVSA) paradigm. Fördelarna med att använda en IVSA paradigm för att studera de förstärkande egenskaperna hos missbrukade droger som kokain inkluderar det faktum att läkemedlet är själv administrerade istället för försöksledaren administreras, kan schemat för förstärkning ändras, och noggrann mätning av mängden läkemedel konsumeras samt tidpunkten och mönstret av IV injektioner kan erhållas. Vidare undviker den intravenösa administreringsvägen potentiella förvirrar relaterade till första passage metabolism eller smak, och ger snabb ökning av blod och hjärnan nivåer drog. Såsom anges i denna video kan intravenös självstyre erhållas utan föregående mat begränsning eller tidigare drog utbildning efter noggrann kateter placering under operation och noggrann daglig kateter spolning och underhåll. Experimentella förfaranden som beskrivs i dennapapper innehålla en beskrivning av djurstallar och acklimatisering metoder operant träning med sötad mjölk lösningar och kateter implantationskirurgi.

<img src="/files/ftp_upload/3739/3739fig1.jpg" alt="Figur 1" /> Figur 1. Mönstret att svara för intravenös narkotika självadministrering varierar beroende på läkemedel, doser och anställd musstam. Figuren presenteras visar kokain självadministrering data efter lyckade catherization operationer enligt förfarandet i videon. Figuren visar medelvärdet (± SEM) kokain infusioner intjänade och medelvärden (± SEM) kokain konsumtion (mg / kg kroppsvikt) i en rad 4 kokain doser presenteras i en slumpmässig ordning på en FR1 schema för förstärkning. Abskissa: dos av själv-administrerat läkemedel per infusion. Vänster Ordinata: totalt antal infusioner intjänade under 2-hr operant session. Höger Ordinata: total kokain intag i mg / kg under 2-HR test session. Alla 13 katetrar förblev patent för den tid studien (4 veckor). En envägs ANOVA utfördes på dos visade att mikrofonE var administrering av kokain på ett dos-beroende sätt [F (1,12) = 42,8, p &lt;0,05]. Det är en ökning med kokain konsumtionen över dosresponskurvan [F (3,36) = 29,6, p &lt;0,05], trots en minskning i spak pressning vid de högre doserna. Varje datapunkt representerar medelvärdet av 3 tester sessioner varje kokain dos (± SEM) samlas i CD-1-möss (n = 13 / dos, män och tillsammans honor). Jämförelser av aktiv (läkemedel-förstärkt) kontra inaktiv spak svarar över dosresponskurvan gjordes med användning av två-vägs ANOVA för att säkerställa att mössen var diskriminera mellan de två hävarmarna. För CD1, avslöjade analysen en preferens för den aktiva spaken [F (1,12) = 10,255, p &lt;0,05] över hela dos-responskurvan (data ej visade här).

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

Den intravenösa självadministrering (IVSA) paradigmet anses vara den gyllene standarden för att undersöka de förstärkande egenskaperna hos läkemedel för missbruk hos gnagare. Detta manuskript beskriver de experimentella procedurer och kirurgiska tekniker som krävs för att få fram tillförlitliga IVSA data. I synnerhet noggrann kateter implantation och underhåll markerat.

Metoder för intravenös självadministrering i en musmodell

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.

Bedömning av ultraljud vocalizations Under Drug Self-råttor

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.

Flera-mus neuroanatomiska 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 ...

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.

Mikrodialys av etanol under operant etanol självadministrering och etanol bestämning med gaskromatografi

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 för att studera verkningsmekanismerna för antipsykotiska läkemedel 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.

Hornhinnans Micropocket Analys: En modell av angiogenes i mus 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.

Immunohistokemiska och Kalcium avbildningstekniker 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 för Cell-anslutna Mått kapacitans i Mouse Adrenal kromaffina 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.

Neurologiskt betingade bedömningar i en musmodell av Neonatal hypoxisk-ischemisk hjärnskada

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 och Tips för intravenös administrering av Adeno-associerade Virus till råttor och utvärdering av centrala nervsystemet transduktion

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.

Bedömning av blod - hjärnbarriären permeabilitet av intravenös Infusion av FITC-märkt Albumin i en musmodell av neurodegenerativa sjukdomar

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