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 gedrags getest in de Universiteit van Texas Medical Branch (UTMB) knaagdier In Vivo beoordeling (RIVA) kern, geregisseerd door Dr Kelly Dineley en gehuisvest binnen het centrum voor onderzoek van de verslaving, geregisseerd door Dr. Kathryn Cunningham. Ondersteuning voor dit werk kwam uit het Peter F. McManus Charitable Trust, National Institute of Environmental Health Sciences Center voor milieutoxicologie op UTMB (T32ES007254), Instituut voor translationeel wetenschappen aan UTMB (UL1TR001439), Mitchell centrum voor neurodegeneratieve ziekten, en centrum voor onderzoek van de verslaving op UTMB (DA007287, DA070087 en pilot-studie fondsen).

Alle dierlijke manipulaties worden uitgevoerd volgens de gids voor de verzorging en het gebruik van proefdieren (2011) en met goedkeuring van het institutionele Animal Care en gebruik Comité.
1. dieren
<ol><li>Acclimatiseren mannelijke Sprague-Dawley ratten ongeveer 8-9 weken oud (250-260 g) voor een minimum van zeven dagen in een kamer van de kolonie op 21-23 ° C en 45-50% luchtvochtigheid gehouden op een 12 h licht-donker cyclus (licht op 6:00-18:00 h).</li>
	<li>Huis van ratten...

Blootstelling aan drug-gepaarde aanwijzingen en fysiologische veranderingen in reactie op deze signalen16 zijn gekoppeld herval,11,16 en de cocaïne cue reactiviteit test werkzaam boven voorwaardelijk presenteert cocaïne-gepaarde aanwijzingen in de afwezigheid van drugs; Dus, drug-seeking gedrag in de vorm van eerder-actieve hendel persen fungeert als een maatregel van herval kwetsbaarheid. Het cue reactiviteit protocol hierin beschreven ...

Cocaïne gebruik stoornis (CUD) volgt een traject van repetitieve zelfmedicatie tijdens die eerder neutraal prikkels stimulerende waarde1 krijgen. Cue reactiviteit is de gevoeligheid voor signalen eerder verband houden met de ervaring van drugsgebruik, en het speelt een prominente rol in menselijke verlangen,2,3,4,5. Het risico van progressie naar CUD, evenals herval tijdens onthouding, wordt beschouwd als hogere voor particulieren die hoge gevoeligheid voor drug-geassocieerde signalen6,7kunnen uitdrukken. Zowel milieu contexten (b.v.mensen, gebouwen, muziekgenres) en discrete drug-geassocieerde stimuli (b.v., parafernalia) worden geassocieerd met de cocaïne beloning; blootstelling aan deze signalen kan leiden tot veranderingen in het perifere fysiologie (bijvoorbeeld, harttarief, huidtemperatuur en weerstand van de huid), plasticiteit van de hersenen en hersenen functionele connectiviteit2,8,9 ,10. Met andere woorden, activeert re-blootstelling aan cocaïne-geassocieerde signalen limbische corticostriatale circuits om op te roepen van geconditioneerde fysiologische en subjectieve reacties die appetitive aanpak (drug-zoekende) gedrag11,12 rijden ,13,14,15.
Cue reactiviteit gemeten met functionele brain imaging analyses is voorspellend voor herval beveiligingslek bij patiënten met CUD16. Cue reactiviteit metingen in knaagdier modellen dienen als een surrogaat maatstaf voor terugval risico en kan worden misbruikt voor translationeel onderzoek. Dus, een farmacotherapie dat dalingen cue reactiviteit in knaagdieren kan worden overgedragen als de behandeling van een recidief-preventie in menselijke klinische proeven. Preklinische modellen met de nodige translationeel verdienste en predictieve validiteit zijn bijzonder belangrijk, aangezien er momenteel geen FDA-goedgekeurde farmacotherapieën voor CUD17.
De knaagdieren zelfbestuur procedure is de gouden standaard, translationeel model met predictieve validiteit voor menselijke drugsgebruik18 en cruciaal voor het begrip van de moleculaire en fysiologische processen onderliggende CUD. Reactie -onafhankelijke levering van cocaïne resulteert in verschillende gedrags, moleculaire en neurochemical effecten ten opzichte van de reactie -afhankelijke cocaïne blootstelling; bijv., reactie -onafhankelijke cocaïne levering roept aanzienlijk hogere sterfte19. Bovendien, de neurochemical gevolgen van onthouding van reactie -afhankelijke cocaïne zelfbestuur staan los van die veroorzaakt door onthouding van reactie -onafhankelijke cocaïne levering20, 21. dus, CUD modellen gebaseerd op reactie -afhankelijke levering van cocaïne zijn superieure translationeel modellen bij de beoordeling van cue reactiviteit en bijbehorende mechanismen van actie.
In het protocol zoals hieronder beschreven, wordt cocaïne geleverd intraveneus via een inwonende intra jugular katheter. Echter, alternatieve methoden voor zelftoediening drug via orale en inhalatie routes hebben ontwikkeld. Bovenal bepalen knaagdieren levering van de drug, analoog mens, door middel van operante antwoorden. Daarom is er hoge concordantie tussen drugs zelf beheerd door knaagdieren en de mens22. De preklinische drug zelfbestuur onderstaande procedure maakt gebruik van hefboom te drukken, versterkt door de levering van de drug, te motiveren hoger dan voertuig controle berekening van responsrates. Drug-seeking gedrag wordt getraind door oorspronkelijk "neutrale" signalen (b.v.een stimulans-licht of Toon en de contextuele omgeving welke cocaïne zelfbestuur plaatsvindt) in paren rangschikken met cocaïne infusie; deze signalen worden geconditioneerde reinforcers (voor revisie: Cunningham & Anastasio, 2014-23). Latere re-blootstelling aan cocaïne-geassocieerde signalen triggers drug-seeking gedrag in knaagdieren (dat wil zeggen, proberen af te leveren van cocaïne door te drukken op de eerder-actieve hendel) evenals verlangen en herval in CUD onderwerpen24, 25 , 26 , 27.
Typisch, preklinische knaagdier studies van de drug-seeking gedrag na cocaïne zelfbestuur gebruiken uitsterven opleiding en/of drug herstel uitgevoerd binnen de drug-geassocieerde milieu28,29, 30 , 31 , 32. persen op de eerder-actieve hendel, bij gebrek aan drugs en/of cue levering, doorgaans vormen de maatregel van uitsterven33,34,35na herplaatsing. Integendeel, is cue reactiviteit drug-seeking gedrag beoordeeld volgende gedwongen onthouding zonder voorafgaande uitsterven opleiding28,36,37,38,39 .
Resultaat maatregelen en experimentele variabelen zijn zorgvuldig gekozen en gevalideerd om het ontleden van verschillende aspecten van de neurobiologie van drug-zoekende en herval-achtig gedrag, en het is reeds lang gevestigde dat neuroadaptations tussen de modellen met verschillen en zonder uitsterven opleiding 40,41,42,43. Bovendien, vanuit het oogpunt van translationeel knaagdier uitsterven opleiding wordt niet weerspiegeld in klinische instellingen voor CUD aangezien drugsgerelateerde signalen humeur Staten, plaatsen en mensen44 zijn; de unieke combinatie van deze signalen zijn waarschijnlijk niet beschikbaar in een klinische omgeving45,46,47. Dus, het knaagdier model hierin beschreven fungeert als een betere parallel aan de menselijke conditie dan veel van de momenteel beschikbare modellen.
De volgende tabel ziet u een gevalideerde cocaïne zelfbestuur training, gedwongen onthouding en cue reactiviteit test protocol voor ratten. Kort, ratten zijn geïmplanteerd met intra jugular katheters, opgeleid om de zelftoediening van cocaïne of zoutoplossing via 'actief' hefboom pers, en na ontvangst van de prikkel cocaïne of zoutoplossing discrete signalen voor licht en geluid, die als geconditioneerde reinforcers dienen is gekoppeld. Na 14 dagen van cocaïne zelfbestuur, ratten zijn onderworpen aan 30 dagen na de gedwongen onthouding en een daaropvolgende 60-min cue reactiviteit test in welke hefboom te drukken wordt gemeten. De cue reactiviteit test is een surrogaat maatstaf voor cocaïne herval beveiligingslek bij de mens.

<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

Cocaïne gebruik stoornis (CUD) volgt een traject van repetitieve zelfmedicatie tijdens die eerder neutraal prikkels stimulerende waarde krijgen. Cue reactiviteit, de gevoeligheid voor signalen eerder verband houden met de ervaring van drugsgebruik, speelt een prominente rol in menselijke verlangen tijdens onthouding. Cue reactiviteit kan worden beoordeeld als de attentional oriëntatie richting van drug-geassocieerde signalen dat meetbare appetitive aanpak gedrag in zowel preklinische en menselijke studies. Hierin beschrijft aan de hand van een beoordeling van cue reactiviteit in ratten opgeleid om het zelftoediening van cocaïne. Cocaïne zelfbestuur is gekoppeld aan de presentatie van discrete signalen die als geconditioneerde reinforcers (d.w.z.huis licht, licht van de stimulus, infusie pomp geluiden fungeren). Na een periode van onthouding, hefboom persen in de context van cocaïne zelfbestuur vergezeld gaan van de discrete signalen eerder gekoppeld aan cocaïne infusie worden gemeten als cue reactiviteit. Dit model is handig om te verkennen neurobiologische mechanismen ten grondslag liggen aan de cue reactiviteit processen ook evalueren van farmacotherapieën om te onderdrukken cue reactiviteit en daarom wijzigen herval kwetsbaarheid. Voordelen van het model zijn de translationeel relevantie, en haar gezicht en voorspellende rijbevoegdheden. De belangrijkste beperking van het model is dat de cue reactiviteit taak kan slechts zelden worden uitgevoerd en mag alleen worden gebruikt in korte duur (bv., 1 uur), anders ratten zullen beginnen te blussen de koppeling van de discrete signalen met de stimulus van cocaïne. Het model kan worden uitgebreid tot alle positief versterkende stimulans gecombineerd met discrete signalen; Hoewel met name van toepassing op drugs van misbruik, kan dit model toekomstige toepassingen op gebieden zoals obesitas, waar smakelijk voedsel beloningen fungeren kunnen als positief versterkende stimuli houden.

Resultaten van een cocaïne zelfbestuur en onthouding experiment gevolgd door een cue reactiviteit test van een eerder gepubliceerde studie57 staan weergegeven in Figuur 1. De tijdlijn van de studie is afgebeeld in figuur 1A.
Ratten individueel overgang van FR1 naar een FR5 als zij voldoen aan criteria. Zoals Operante conditionering in de groep b...

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 reactiviteit is geconceptualiseerd als gevoeligheid voor signalen die verband houden met drugsgebruik ervaringen die bijdragen aan verlangen en terugvallen in abstinent mens. Cue reactiviteit is gemodelleerd in ratten door meten attentional oriëntatie richting van drug-geassocieerde signalen, waardoor de werking van de aanpak van de appetitive in een cue reactiviteit test volgend op zelfbestuur en gedwongen onthouding.

Een Protocol voor het meten van Cue reactiviteit in een Rat Model van cocaïne gebruik wanorde

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

A Procedure voor het bestuderen van de Footshock-Induced Herstel van cocaïne Seeking in laboratoriumratten

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

Isolatie en Cultuur van Rat Embryonale neurale cellen: een Quick-protocol

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

Trypsine Digest Protocol bij het netvlies Vasculature van een muismodel Analyseer

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

Gebruik van een caspase Multiplexing Test van apoptose bepalen in een 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

Het meten van connectiviteit in de primaire visuele Pathway in Human Albinisme Met behulp van Diffusion Tensor Imaging en tractografie

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

Het meten van progressieve neurologische Disability in een muismodel van Multiple Sclerose

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

Het gebruik van Trace Eyeblink klassieke conditionering te beoordelen Hippocampal dysfunctie in een Rat Model van Fetal Alcohol Spectrum Disorders

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

acuut<em&gt; In Vivo</em&gt; Elektrofysiologische opnamen van lokale veldpotentialen en multi-unit activiteit van de Hyperdirect Pathway in verdoofde ratten

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 Transcraniële magnetische stimulatie Protocol voor het meten van de corticale fysiologie gekoppeld respons inhibitie

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

In Vivo eenbeoordeling van de verstoring van de bloed - hersen barrière in een Rat Model van ischemische beroerte

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