Name: a protocol for measuring cue reactivity in a rat model of cocaine use disorder
Uploaded: 2018-06-18T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Protocol for Measuring Cue Reactivity in a Rat Model of Cocaine Use Disorder at JoVE.com

Alle adfærdsmæssige test blev udført i University of Texas Medical gren (UTMB) gnaver In Vivo evaluering (RIVA) kernen, instrueret af Dr. Kelly Dineley og rummede inden for Center for afhængighed forskning, instrueret af Dr. Kathryn Cunningham. Støtte til dette arbejde kom fra Peter F. McManus Charitable Trust, National Institute of Environmental Health Sciences Center for miljømæssige toksikologi på UTMB (T32ES007254), Institut for Translationel videnskab på UTMB (UL1TR001439), Mitchell Center for Neurodegenerative sygdomme, og Center for afhængighed forskning på UTMB (DA007287, DA070087 og pilotundersøgelse midler).

Alle animalske manipulationer er udført i henhold til vejledning for pleje og anvendelse af forsøgsdyr (2011) og med godkendelse fra det institutionelle Animal Care og brug udvalg.
1. dyr
<ol><li>Acclimate mandlige Sprague Dawley rotter ca 8-9 uger gammel (250-260 g) i mindst syv dage i en koloni værelse vedligeholdes ved 21-23 ° C og 45-50% luftfugtighed på en 12-timers lys-mørke cyklus (lys på 6:00-18:00 h).</li>
	<li>Hus rotter, to / bur og håndterer dagligt under hele un...

Eksponering for narkotika-parret stikord og fysiologiske ændringer som reaktion på disse cues16 er forbundet med tilbagefald,11,16 og kokain cue reaktivitet test ansat over eventualforpligtelse præsenterer kokain-parret stikord i den fravær af narkotika; således fungerer stof-søgende adfærd i form af tidligere aktiv løftestang presser som en foranstaltning af tilbagefald sårbarhed. Cue reaktivitet protokollen beskrevet heri er en ...

Kokain brug lidelse (CUD) følger en bane af gentagne selvforvaltning som tidligere neutral stimuli få incitament værdien1. Cue reaktivitet er følsomhed over for cues tidligere forbundet med medikamenter erfaring, og det spiller en fremtrædende rolle i menneskers trang2,3,4,5. Risikoen for progression til DRØV, samt tilbagefald under afholdenhed, menes at være højere for personer, der udtrykker høje følsomhed over for drug-associeret stikord6,7. Både miljømæssige sammenhænge (fx, mennesker, bygninger, musikgenrer) og diskrete drug-associeret stimuli (fx, remedier) blive forbundet med kokain belønning; eksponering for disse stikord kan udløse ændringer i perifere fysiologi (f.eks.puls, hud temperatur og hud modstand), hjernens plasticitet og hjernens funktionelle connectivity2,8,9 ,10. Med andre ord, aktiveres re-eksponering for kokain-associerede stikord limbiske corticostriatal kredsløb for at fremkalde konditioneret fysiologiske og subjektive reaktioner, der drev appetitive tilgang (stof-søgende) adfærd11,12 ,13,14,15.
Cue reaktivitet målt med funktionelle brain imaging analyser er forprogrammeret tilbagefald sårbarhed i fag med CUD16. Cue reaktivitet målinger i gnavere modeller tjener som en surrogat foranstaltning for tilbagefald risiko og kan udnyttes for Translationel undersøgelser. Således, en Farmakoterapi, falder cue reaktivitet i gnavere kan blive overført som en forebyggelse af tilbagefald behandling i humane kliniske forsøg. Prækliniske modeller med den nødvendige translationel merit og forudsigende gyldighed er især vigtigt, da der er i øjeblikket ingen FDA-godkendte pharmacotherapies til CUD17.
Proceduren, der gnaver selvforvaltning er guldstandarden, translationel model med forudsigende gyldighed for menneskelige medikamenter18 og kritisk vigtigt at forstå de molekylære og fysiologiske processer underliggende DRØV. Svar -uafhængig levering af kokain resultater i særskilt adfærdsmæssige, molekylære og neurokemiske virkninger i forhold til svar -afhængige af kokain eksponering; fx., svar -uafhængige kokain levering fremkalder markant højere dødelighed19. Desuden neurokemiske følgerne af afholdenhed fra svar -afhængige af kokain selvforvaltning er forskellige fra dem, udløst af afholdenhed fra svar -uafhængige kokain levering20, 21. således CUD modeller baseret på svar -afhængige levering af kokain er overlegen translationel modeller ved vurderingen af cue reaktivitet og tilknyttede virkningsmekanismer.
I protokollen beskrevet nedenfor, er kokain leveret intravenøst gennem en iboende intra jugularis kateter. Imidlertid har der udviklet alternative metoder til at administrere medicin via mundtlige og indånding ruter. Vigtigere, kontrollere gnavere leveringen af narkotika, analoge mennesker, gennem operant svar. Derfor er der høj konkordans mellem narkotika Self administreres af gnavere og mennesker22. Prækliniske drug selvforvaltning proceduren nedenfor beskæftiger løftestang presning, forstærket af medicinafgivelse, at motivere responsrater højere end køretøj kontrol. Drug-søger opførsel er uddannet ved parring oprindeligt "neutrale" stikord (f.eks.en stimulus lys eller tone og kontekstuelle miljø i som kokain selvforvaltning opstår) med kokain infusion; disse signaler bliver aircondition forstærkere (til gennemsyn: Cunningham & Anastasio, 201423). Efterfølgende re-eksponering for kokain-associerede stikord udløser stof-søgende adfærd i gnavere (dvs., forsøger at levere kokain ved at trykke på den tidligere aktive løftestang) samt trang og tilbagefald i CUD fag24, 25 , 26 , 27.
Typisk, prækliniske gnaver undersøgelser af stof-søgende adfærd efter kokain selvforvaltning udnytte extinction uddannelse og/eller narkotika genindsættelse gennemført inden for drug-associeret miljø28,29, 30 , 31 , 32. presser på den tidligere aktive løftestang, i mangel af stof og/eller cue levering, typisk udgør foranstaltning for genansættelse efter udryddelse33,34,35. Tværtimod er cue reaktivitet stof-søgende adfærd vurderet følgende tvungne afholdenhed uden forudgående extinction træning28,36,37,38,39 .
Statusmålinger og eksperimenterende variabler er blevet omhyggeligt udvalgt og valideret for at dissekere forskellige aspekter af neurobiologi af stof-søgende og tilbagefald-lignende adfærd, og det er almindelig anerkendt, at neuroadaptations varierer mellem modeller med og uden udslettelse uddannelse 40,41,42,43. Desuden fra en translationel perspektiv, er gnaver extinction uddannelse ikke spejlede i klinisk indstillinger for CUD da narkotikarelaterede stikord omfatter mood stater, steder og mennesker44; den unikke kombination af disse stikord er sandsynligvis ikke tilgængelig i et klinisk miljø45,46,47. Således, den gnavere model beskrevet heri fungerer som en bedre parallel til den menneskelige tilstand end mange af de aktuelt tilgængelige modeller.
I det følgende beskrives en valideret kokain selvforvaltning uddannelse, tvungen afholdenhed og cue reaktivitet test protokol for rotter. Kort, rotter er implanteret med intra jugularis katetre, uddannet til selv at administrere kokain eller saltvand via 'aktive' løftestang pressen, og modtagelsen af kokain eller saltvand stimulus er parret med diskrete lys og lyd signaler, der tjener som aircondition forstærkere. Efter 14 dage af kokain selvforvaltning underkastes rotter 30 dage af tvungen afholdenhed og en efterfølgende 60-min cue reaktivitet test i som løftestang presserende måles. Cue reaktivitet test er en surrogat foranstaltning for kokain tilbagefald sårbarhed hos mennesker.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Catheter Tubing: 0.50mm ID x 0.94mm OD x 0.2mm width</td>
			<td>Fisher Scientific, Hampton, NH, USA</td>
			<td>11-189-15A</td>
			<td>1/experiment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cue Light</td>
			<td>Med-Associates Inc. St. Albans, VT, USA</td>
			<td>ENV-229M</td>
			<td>2/operant chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Guide Cannulae (22 gauge, pedestal size-8mm, cut length 11 mm, 5 mm above the pedestal)</td>
			<td>Plastics One, Roanoke, VA, USA</td>
			<td>8IC313G5UPXC</td>
			<td>1/rat</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>House Light</td>
			<td>Med-Associates Inc. St. Albans, VT, USA</td>
			<td>ENV-227M</td>
			<td>1/operant chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Infusion Pump</td>
			<td>Med-Associates Inc. St. Albans, VT, USA</td>
			<td>PHM-100</td>
			<td>1/operant chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Levers</td>
			<td>Med-Associates Inc. St. Albans, VT, USA</td>
			<td>ENV-110M</td>
			<td>2/operant chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Liquid Swivels</td>
			<td>Instech, Plymouth Meeting, PA, USA</td>
			<td>375/22</td>
			<td>1/operant chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MED-PC Package with Infusion Pump Software</td>
			<td>Med-Associates Inc. St. Albans, VT, USA</td>
			<td>SOF-735 (infusions software SOF-700RA-10 version 1.04)</td>
			<td>1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metal Spring Leash</td>
			<td>Plastics One, Roanoke, VA, USA</td>
			<td>C313CS/SPC</td>
			<td>1/operant chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle (23g, 1 in)</td>
			<td>Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ, USA</td>
			<td>305193</td>
			<td>1/operant chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitex Mesh (6/6 woven mesh sheet, 12&#34;x12&#34;, 500 microns thick, 38% Open Area)</td>
			<td>Amazon, Seattle, WA, USA</td>
			<td>CMN-0500-C, B000FMUNE6</td>
			<td>~1 sheet/100 rats</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PCI Interface Package</td>
			<td>Med-Associates Inc. St. Albans, VT, USA</td>
			<td>DIG-700P2-R2, MED-SYST-16</td>
			<td>1/16 operant chambers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power Supply for Interface Modules</td>
			<td>Med-Associates Inc. St. Albans, VT, USA</td>
			<td>SG-6510D</td>
			<td>1/16 operant chambers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sound-attenuating Cubicle</td>
			<td>Med-Associates Inc. St. Albans, VT, USA</td>
			<td>ENV-018V</td>
			<td>1/operant chamber</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringes, 10 mL Luer-Lok&#8482; tip</td>
			<td>Fisher Scientific, Hampton, NH, USA</td>
			<td>14-827-52</td>
			<td>1 case/experiment (1/operant chamber)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tygon Tubing for flushes: 0.51mmID x 1.52mmOD 0.51mm thick x 152.4m</td>
			<td>Fisher Scientific, Hampton, NH, USA</td>
			<td>14-170-15B</td>
			<td>1/experiment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chemicals</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acepromazine (10mg/mL)</td>
			<td>Henry Schein (Animal Health), Melville, NY, USA</td>
			<td>003845</td>
			<td>~0.5mg/rat*</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acraweld Repair Resin</td>
			<td>Henry Schein (Dental), Melville, NY, USA</td>
			<td>1013959</td>
			<td>1/experiment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Altalube (ophthalmic ointment)</td>
			<td>Henry Schein (Dental), Melville, NY, USA</td>
			<td>6050059</td>
			<td>1/experiment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cocaine</td>
			<td>NIDA North Bethesda, MD, USA</td>
			<td>N/A</td>
			<td>~350mgs/rat for whole experiment*; requires DEA License</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin (10,000 USP units/10 mL)</td>
			<td>SAGENT Pharmaceuticals, Schaumburg, IL, USA</td>
			<td>NDC 25021-400-10</td>
			<td>1/experiment (~21 units/rat*)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Jet Liquid</td>
			<td>Henry Schein (Dental), Melville, NY, USA</td>
			<td>1256401</td>
			<td>1/experiment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine (100mg/mL, 10mL)</td>
			<td>Henry Schein (Dental), Melville, NY, USA</td>
			<td>1049007</td>
			<td>~15mg/rat*; requieres DEA license</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methohexital Sodium (Brevital&#174;, 500 mg/50 mL)</td>
			<td>Patterson Dental, Saint Paul, MN, USA</td>
			<td>043-5461</td>
			<td>1/experiment; requires DEA License</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saline (0.9%, USP)</td>
			<td>Baxter, Deerfield, IL, USA</td>
			<td>2B1307</td>
			<td>1 case/experiment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Streptokinase from &#946;-hemolytic Streptococcus (Lancefield Group C) &#8805;3,000 units/mg</td>
			<td>Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA</td>
			<td>S3134-250KU</td>
			<td>1 vial/experiment (~1.5mg/rat/experiment*)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ticarcillin Disodium Salt</td>
			<td>Fisher Scientific, Hampton, NH, USA</td>
			<td>50-213-695</td>
			<td>~4 vials/exeriment or purchase the 25g vial cat.# 50-489-093 (~150mg/rat/experiment*)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazine (100mg/mL)</td>
			<td>Henry Schein (Animal Health), Melville, NY, USA</td>
			<td>033198</td>
			<td>~3mg/rat*</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>*Assumes rat age is that described in the protocol, rats self-administer for 14 days, and flushes occur for 21 days.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a protocol for measuring cue reactivity in a rat model of cocaine use disorder

Kokain brug lidelse (CUD) følger en bane af gentagne selvforvaltning som tidligere neutral stimuli får incitament værdi. Cue reaktivitet, følsomhed over for cues tidligere forbundet med medikamenter erfaring, spiller en fremtrædende rolle i menneskers trang under afholdenhed. Cue reaktivitet kan vurderes som den attentional retning mod drug-associeret stikord er målelige som appetitive tilgang adfærd i både prækliniske og humane undersøgelser. Heri beskrives en vurdering af cue reaktivitet i rotter uddannet til selv at administrere kokain. Kokain selvforvaltning er parret med præsentation af diskrete stikord, der fungerer som aircondition forstærkere (dvs., hus lys, stimulus lys, infusion pumpe lyde). Efter en periode med afholdenhed, løftestang presser i kokain selvforvaltning forbindelse ledsaget af de diskrete signaler tidligere parret med kokain infusion er målt som cue reaktivitet. Denne model er nyttigt at udforske underliggende cue reaktivitet processer samt for at vurdere pharmacotherapies for at undertrykke cue reaktivitet og derfor ændre tilbagefald sårbarhed neurobiologiske mekanismer. Fordele ved modellen omfatter translationel relevans, og dets ansigt og prædiktiv gyldighedsperioder. Den primære begrænsning af modellen er at cue reaktivitet opgave kan kun udføres sjældent og må kun anvendes i korte varighed (fx., 1 time), ellers rotter vil begynde at slukke bindingen af de diskrete signaler med kokain stimulus. Modellen kan udvides til nogen positivt forstærkende stimulus parret med diskrete stikord; Selvom især gælder for medicin misbrug, kan denne model holde fremtidige anvendelser på områder som fedme, hvor velsmagende mad belønninger kan fungere som positivt forstærkende stimuli.

Resultaterne af en kokain selvforvaltning og afholdenhed eksperiment efterfulgt af en cue reaktivitet test fra en tidligere offentliggjort undersøgelse57 er vist i figur 1. Undersøgelse tidslinjen er afbildet i figur 1A.
Rotter individuelt overgang fra FR1 til FR5 som de opfylder kriterierne. Som operant betingning forløber i gruppen kokain-ad...

Watch this Scientific Journal Video about A Protocol for Measuring Cue Reactivity in a Rat Model of Cocaine Use Disorder at JoVE.com

A Protocol for Measuring Cue Reactivity in a Rat Model of Cocaine Use Disorder

Cue reaktivitet er udtænkt som følsomhed over for cues forbundet med medikamenter oplevelser, der bidrager til trang og tilbagefald i afholdende mennesker. Cue reaktivitet er modelleret i rotter ved måling attentional orientering mod drug-associeret stikord, der resulterer i appetitive tilgang adfærd i en cue reaktivitet test efter selvforvaltning og tvunget afholdenhed.

En protokol til måling af Cue reaktivitet i en rotte Model af kokain brug lidelse

Cocaine use disorder (CUD) follows a trajectory of repetitive self-administration during which previously neutral stimuli gain incentive value. Cue ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

A Procedure for Studying the Footshock-Induced Reinstatement of Cocaine Seeking in Laboratory Rats

The most insidious aspect of drug addiction is the high propensity for relapse.  Animal models of relapse, known as reinstatement procedures, have been ...

Isolation and Culture of Rat Embryonic Neural Cells: A Quick Protocol

Isolering og dyrkning af Rotte Embryonale Neurale Celler: En hurtig protokol

We are describing a quick method to dissociate and culture hippocampal or cortical neurons from E15-17 rat embryos. The procedure can be applied ...

Trypsin Digest Protocol to Analyze the Retinal Vasculature of a Mouse Model

Trypsin Digest protokol Analyser Retinal kar en musemodel

Trypsin digest is the gold standard method to analyze the retinal vasculature 1-5. It allows visualization of the entire network of complex ...

Use of a Caspase Multiplexing Assay to Determine Apoptosis in a Hypothalamic Cell Model

Anvendelse af en Caspase Multiplexing assay til bestemmelse af apoptose i en Hypothalamus Cell Model

The ability to multiplex assays in studies of complex cellular mechanisms eliminates the need for repetitive experiments, provides internal controls, and ...

Measuring Connectivity in the Primary Visual Pathway in Human Albinism Using Diffusion Tensor Imaging and Tractography

Måling Forbindelse i Primary Visual Pathway i Human albinisme Brug Diffusion Tensor Imaging og traktografi

In albinism, the number of ipsilaterally projecting retinal ganglion cells (RGCs) is significantly reduced. The retina and optic chiasm have been proposed ...

Measuring Progressive Neurological Disability in a Mouse Model of Multiple Sclerosis

Måling fremadskridende neurologisk handicap i en musemodel af multipel sklerose

After intracerebral infection with the Theiler's Murine Encephalomyelitis Virus (TMEV), susceptible SJL mice develop a chronic-progressive demyelinating ...

The Use of Trace Eyeblink Classical Conditioning to Assess Hippocampal Dysfunction in a Rat Model of Fetal Alcohol Spectrum Disorders

Brugen af Trace Eyeblink klassisk konditionering at vurdere hippocampus dysfunktion i en rotte Model af føtale alkohol spektrum forstyrrelser

Neonatal rats were administered a relatively high concentration of ethyl alcohol (11.9% v/v) during postnatal days 4-9, a time when the fetal brain ...

Acute In Vivo Electrophysiological Recordings of Local Field Potentials and Multi-unit Activity from the Hyperdirect Pathway in Anesthetized Rats

Acute In Vivo Electrophysiological Recordings of Local Field Potentials and Multi-unit Activity from the Hyperdirect Pathway in Anesthetized Rats

Spids<em&gt; In vivo</em&gt; Elektrofysiologiske optagelser af lokale feltpotentialer og multi-enhed aktivitet fra Hyperdirect-banen i bedøvede rotter

Converging evidence shows that many neuropsychiatric diseases should be understood as disorders of large-scale neuronal networks. To better understand the ...

Online Transcranial Magnetic Stimulation Protocol for Measuring Cortical Physiology Associated with Response Inhibition

Online transkranial magnetisk Stimulation protokol til måling af kortikal fysiologi tilknyttet svar hæmning

We describe the development of a reproducible, child-friendly motor response inhibition task suitable for online Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) ...

An In Vivo Assessment of Blood-Brain Barrier Disruption in a Rat Model of Ischemic Stroke

An In Vivo Assessment of Blood-Brain Barrier Disruption in a Rat Model of Ischemic Stroke

En In Vivo evaluering af blod - hjerne barrieren forstyrrelser i en rotte Model af iskæmisk slagtilfælde

Ischemic stroke leads to vasogenic cerebral edema and subsequent primary brain injury, which is mediated through destruction of the blood-brain barrier ...