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 opptreden testing ble utført i University of Texas Medical Branch (UTMB) gnager I Vivo vurdering (RIVA) kjernen, regissert av Dr. Kelly Dineley og ligger i sentrum for avhengighet forskning, regissert av Dr. Kathryn Cunningham. Støtte for dette arbeidet kom fra Peter F. McManus veldedige Trust, National Institute of Environmental Health Sciences Center for Environmental toksikologi på UTMB (T32ES007254), Institutt for translasjonsforskning vitenskap ved UTMB (UL1TR001439), Mitchell Center for nevrodegenerative sykdommer, og senter for avhengighet forskning på UTMB (DA007287, DA070087 og pilotstudie midler).

Alle dyr manipulasjoner utføres i samsvar med Guide og bruk av forsøksdyr (2011) og med godkjennelse fra institusjonelle Animal Care og bruk komiteen.
1. dyr
<ol><li>Acclimate hannrotter Sprague Dawley ca 8-9 ukers alder (250-260 g) i minimum syv dager i en koloni rom opprettholdt på 21-23 ° C og 45-50% fuktighet på en 12 h lys og mørke syklus (lys på 6:00-18:00 h).</li>
	<li>Huset rotter to / bur og håndtere daglig gjennom hele studiet. Skaffe mat og vann annonse libitu...

Eksponering for narkotika-sammenkoblet stikkordene og fysiologiske endringer i respons til disse stikkordene16 er forbundet med tilbakefall,11,16 og kokain stikkordet reaktivitet testen ansatt over contingently presenterer kokain-sammenkoblet bunker i den fravær av narkotika; dermed fungerer narkotika-søker atferd i form av tidligere aktive spaken presser som et mål for tilbakefall sikkerhetsproblemet. Stikkordet reaktivitet protokollen...

Kokain bruk lidelse (CUD) følger en bane av repeterende selv-administrasjonen som tidligere nøytral stimuli få incentiv verdien1. Stikkordet reaktivitet er følsomhet for signaler tidligere koblet med narkotika-tar erfaring, og det spiller en viktig rolle i menneskets trang2,3,4,5. Risikoen for progresjon til CUD, samt tilbakefall under avholdenhet, antas å være høyere for enkeltpersoner som uttrykker høy følsomhet for narkotika-assosiert stikkordene6,7. Både miljø sammenhenger (f.eks, mennesker, bygninger, musikksjangere) og diskret narkotika-assosiert stimuli (f.eks, brukerutstyr) bli forbundet med kokain belønningen; eksponering for disse stikkordene kan utløse endringer i eksterne fysiologi (f.eks, hjertefrekvens, hudtemperatur og motstand huden), hjernens plastisitet og hjernen funksjonelle tilkobling2,8,9 ,10. Med andre ord, aktiverer re-eksponering mot kokain-assosiert stikkordene limbiske corticostriatal kretser å fremkalle betinget fysiologiske og subjektive svar som driver appetitive tilnærming (narkotika-søker) atferd11,12 ,13,14,15.
Stikkordet reaktivitet målt med funksjonell hjernen imaging analyser er prediktive for tilbakefall sikkerhetsproblem i fag med CUD16. Stikkordet reaktivitet målinger på gnager modeller tjene som et surrogatmål for tilbakefall risiko og kan utnyttes for translational studier. Dermed farmakoterapi at reduseres signalet reaktivitet i gnagere kan være båret frem som tilbakefall behandling i menneskets kliniske forsøk. Prekliniske modeller med nødvendig translasjonsforskning fortjeneste og prediktiv validitet er spesielt viktig siden det finnes ingen FDA-godkjent farmakoterapi for CUD17.
Gnager selv-administrasjonen prosedyren er gull standard, translasjonsforskning modell med prediktiv validitet menneskelige narkotika tar18 og kritisk viktig å forstå den molekylære og fysiologiske prosesser underliggende CUD. Response -uavhengige levering av kokain resultater i forskjellige opptreden, molekylær og nevrokjemiske effekter i forhold til svar -avhengige kokain eksponering; f.eks., response -uavhengig kokain levering fremkaller betydelig høyere dødelighet19. Videre nevrokjemiske konsekvensene av avholdenhet fra response -avhengige kokain selv-administrasjonen er forskjellig fra de utløst av avholdenhet svar -uavhengig kokain levering20, 21. dermed CUD modeller basert på svar -avhengige levering av kokain er overlegen translasjonsforskning modeller når vurdere stikkordet reaktivitet og tilknyttede virkningsmekanismer.
I protokollen skissert nedenfor, er kokain levert intravenøst gjennom en iboende intra jugulare kateter. Men har alternative metoder til selv-administrere stoffet via muntlig og innånding blitt utviklet. Viktigere, kontrollere gnagere levering av stoffet, tilsvarende mennesker, gjennom operant svar. Derfor er det høy overensstemmelse mellom narkotika selv administrert av gnagere og mennesker22. Prekliniske narkotika selv-administrasjonen fremgangsmåten nedenfor bruker spaken trykke, forsterket av narkotika-leveranser, motivere svarprosenten høyere enn kjøretøy kontroll. Narkotika-søker atferd er opplært av paring opprinnelig "nøytral" signaler (f.eksen stimulans lys eller tone og kontekstuelle miljø der kokain selv-administrasjonen oppstår) med kokain infusjon; Disse pekepinner blitt betinget reinforcers (til gjennomgang: Cunningham & Anastasio, 201423). Etterfølgende re-eksponering mot kokain-assosiert stikkordene utløser narkotika-søker atferd i Red (dvs.forsøk på å levere kokain gjennom å trykke spaken for tidligere aktive) samt craving og tilbakefall CUD fag24, 25 , 26 , 27.
Vanligvis utnytte prekliniske gnager studier av narkotika-søker atferd etter kokain selv-administrasjonen utryddelse opplæring og/eller narkotika reinstatement utført i narkotika-assosiert miljø28,29, 30 , 31 , 32. presser tidligere aktive spaken, i fravær av medikamenter og/eller stikkordet levering, vanligvis utgjør mål på reinstatement følge utryddelse33,34,35. Tvert imot, er cue reaktivitet narkotika-søker atferd vurdert følgende tvunget avholdenhet uten forutgående utryddelse trening28,36,37,38,39 .
Utfallsmål og eksperimentelle variabler er nøye valgt og validert for å analysere ulike aspekter av nevrobiologi av narkotika-søker og tilbakefall-lignende oppførsel, og det er godt etablert at neuroadaptations varierer mellom modeller med og opplæring 40,41,42,43uten extinction. Videre fra en translational perspektiv gjenspeiles gnager utryddelse trening ikke i klinisk innstillinger for CUD siden narkotikarelaterte signaler er humøret stater, steder og folk44; den unike kombinasjonen av disse pekepinner er sannsynlig ikke tilgjengelig i en klinisk miljø45,46,47. Dermed fungerer gnager modellen beskrevet her som en bedre parallell til den menneskelige tilstanden enn mange av modellene tilgjengelig.
Følgende beskriver en validert kokain selv-administrasjonen trening, tvunget avholdenhet og stikkordet reaktivitet test protokollen for rotter. Kort, rotter er implantert med intra jugulare katetre, trent til selv-administrere kokain eller saltvann via 'aktiv' lever trykk, og mottak av kokain eller saltvann stimulans er sammenkoblet med diskret lys og lyd signaler som fungerer som betinget reinforcers. Etter 14 dager av kokain selv administrasjon, rotter er utsatt til 30 dagers tvunget avholdenhet og en påfølgende 60 minutters stikkordet reaktivitet test som lever trykke måles. Stikkordet reaktivitet testen er et surrogatmål for kokain tilbakefall sikkerhetsproblem i 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 bruk lidelse (CUD) følger en bane av repeterende selv-administrasjonen som tidligere nøytral stimuli får insentiv verdi. Stikkordet reaktivitet, følsomhet for signaler tidligere koblet med narkotika-tar erfaring, spiller en fremtredende rolle i menneskets trang under avholdenhet. Stikkordet reaktivitet kan vurderes som attentional retningen mot narkotika-assosiert bunker målbare som appetitive tilnærming atferd i både preklinisk og menneskelige studier. Dette dokumentet beskriver en vurdering av stikkordet reaktivitet i rotter opplært til selv-administrere kokain. Kokain selv-administrasjonen er sammenkoblet med presentasjon av diskrete signaler som betinget reinforcers (dvs.hus lys stimulans lys, infusjon pumpe lyder). Etter en periode med avholdenhet måles spaken presser i kokain selv-administrasjonen sammenheng med diskret signaler tidligere sammen med kokain infusjon som stikkordet reaktivitet. Denne modellen er nyttig å utforske nevrobiologiske mekanismer underliggende stikkordet reaktivitet prosesser samt for å vurdere farmakoterapi for å undertrykke stikkordet reaktivitet og derfor endre tilbakefall sikkerhetsproblemet. Fordeler med modellen inkluderer relevansen translasjonsforskning og ansiktet og prediktiv validities. Den største begrensningen av modellen er at cue reaktivitet oppgaven kan bare utføres sjelden og må bare brukes i kort varighet (f.eks. 1 time), ellers rotter vil begynne å slukke sammenkoblingen av diskrete signaler med kokain stimulans. Modellen er utvidbart til noe positivt forsterkende stimulans sammen med diskret signaler; men særlig aktuelt for narkotiske stoffer, kan denne modellen holde fremtidige anvendelser i felt som fedme, der velsmakende mat belønninger kan fungere som positiv forsterkning stimuli.

Resultatene av en kokain selv-administrasjonen og avholdenhet eksperiment etterfulgt av en stikkordet reaktivitet test fra en tidligere publisert studie57 er vist i figur 1. Studien tidslinjen er avbildet i figur 1A.
Rotter individuelt overgang fra FR1 til FR5 som de oppfyller kriteriene. Som kan opereres forfatning fortsetter i gruppen administr...

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

Stikkordet reaktivitet er begrepsfestet som følsomhet for signaler knyttet til narkotika-tar erfaringer som bidrar til begjær og tilbakefall i avholdende mennesker. Stikkordet reaktivitet er modellert i rotter ved å måle attentional retning mot narkotika-assosiert signaler som resulterer i appetitive tilnærming atferd i en bunke reaktivitet test etter selv-administrasjonen og tvunget avholdenhet.

En protokoll for å måle Cue reaktivitet i en rotte modell av kokain bruk 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 kultur Rat Embryonale nevrale celler: En rask protokoll

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 protokollen til Analyser Retinal blodkar av en mus modell

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 av en Caspase Multiplexing-analysen fastslår apoptose i en celle hypothalamus 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 Tilkobling i Primær Visual Pathway i Human albinisme Bruke Diffusion Tensor Imaging og Tractography

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 Progressive Nevrologisk funksjonshemming i en musemodell for multippel 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

Bruk av spor Eyeblink klassisk betinging å vurdere hippocampus dysfunksjon i en rotte modell av 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

Akutt<em&gt; In vivo</em&gt; Elektrofysiologiske opptak av lokale feltpotensialer og multi-enhet 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 Transkraniell magnetisk stimulering protokollen for å måle kortikale fysiologi tilknyttet svar hemming

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

Bedømme i Vivo blod - hjerne barrieren avbrudd i en rotte modell av iskemiske hjerneslag

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