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

Alla beteendemässiga testning utfördes i University of Texas Medical Branch (CD) gnagare In Vivo bedömning (RIVA) kärnan, regisserad av Dr Kelly Dineley och inrymt i Center för beroendeforskning, regisserad av Dr Kathryn Cunningham. Stöd för detta arbete kom från Peter F. McManus Charitable Trust, National Institute of Environmental Health Sciences Center för miljötoxikologi vid Fabianfrostensson (T32ES007254), Institutet för translationell vetenskaper på CD (UL1TR001439), Mitchell Center för neurodegenerativa sjukdomar och centrum för beroendeforskning vid Fabianfrostensson (DA007287, DA070087 och pilotstudie medel).

Alla djur manipulationer utförs i enlighet med den Guide för skötsel och användning av försöksdjur (2011) och med godkännande från den institutionella djur vård och användning kommittén.
1. djur
<ol><li>Acklimatisera manliga Sprague Dawley-råttor cirka 8-9 veckors ålder (250-260 g) för minst sju dagar i en koloni rum underhålls 21-23 ° C och 45-50% luftfuktighet på en 12 h ljus-mörker cykel (lampor på 6:00-18:00 h).</li>
	<li>Hus råttor två / bur och hanterar da...

Exponering för läkemedel-parat cues och fysiologiska förändringar som svar på dessa cues16 är associerade med återfall,11,16 och kokain cue reaktivitet testet anställd ovan contingently presenterar kokain-parat ledtrådar i den avsaknad av läkemedel; Således fungerar drogsökande beteende i form av tidigare aktiva spaken pressar som ett mått på återfall sårbarhet. Cue reaktivitet protokollet beskrivs häri är ett prekliniska...

Kokain användning sjukdom (CUD) följer en bana av repetitiva självadministrering under vilken tidigare neutrala stimuli få incitament värdet1. Cue reaktivitet är känsligheten för signaler tidigare länkat med droger erfarenhet, och det spelar en framträdande roll i mänskliga begäret2,3,4,5. Risken för progression till CUD, liksom återfall under abstinens, tros vara högre för individer som uttrycker hög känslighet för läkemedel-associerade cues6,7. Både miljömässiga sammanhang (t.ex., människor, byggnader, musikgenrer) och diskret drog-associerade stimuli (t.ex., grejor) blir associerade med kokain belöning; exponering för dessa ledtrådar kan utlösa förändringar i perifera fysiologi (t.ex.puls, hudens temperatur och hudens motståndskraft), hjärnans plasticitet och hjärnans funktionella anslutning2,8,9 ,10. Med andra ord, aktiverar återexponering för kokain-associerade signaler limbiska corticostriatal kretsar för att framkalla luftkonditionerade fysiologiska och subjektiva svaren som driver apéritivo tillvägagångssätt (drogsökande) beteende11,12 ,13,14,15.
Cue reaktivitet mäts med funktionell hjärnavbildning analyser är prediktiva för återfall sårbarhet hos försökspersoner med CUD16. Cue reaktivitet mätningar i djurmodeller tjänstgöra som ett surrogat mått för recidiv risk och kan utnyttjas för translationella studier. Således en läkemedelsbehandling att minskningar cue reaktivitet hos gnagare kan vara överförts som Återfallsprevention behandling i kliniska prövningar. Prekliniska modeller med nödvändiga translationell merit och prediktiva giltighet är särskilt viktigt eftersom det finns för närvarande ingen FDA-godkända läkemedelsbehandlingar för CUD17.
Gnagare självadministrering förfarandet är den gyllene standarden, translationell modell med prediktiva giltighet för mänskliga droger18 och kritiskt viktigt att förstå de molekylära och fysiologiska processer underliggande CUD. Svar -oberoende leverans av kokain resultat i distinkta beteende, molekylär och neurokemiska effekter i förhållande till svar -beroende av kokain exponering; t.ex., svar -oberoende kokain leverans frammanar betydligt högre dödlighet19. Dessutom neurokemiska konsekvenserna av avhållsamhet från svar -beroende av kokain självadministrering skiljer sig från dem som utlöses av avhållsamhet från svar -oberoende kokain leverans20, 21. således CUD modeller utifrån svarberoende leverans av kokain är överlägsen translationella modeller vid bedömningen av cue reaktivitet och associerade verkningsmekanismer.
I protokollet som beskrivs nedan, levereras kokain intravenöst genom en interna jugular kvarkateter. Dock har alternativa metoder att själv administrera läkemedel via oralt eller genom inandning rutter utvecklats. Ännu viktigare, kontroll gnagare leverans av drogen, liknande människor, via operant svar. Det finns därför hög överensstämmelse mellan narkotika själv administreras av gnagare och människa22. Prekliniska drog självadministrering nedanstående sysselsätter spaken pressning, förstärkt av drogen leverans, att motivera svarsfrekvensen högre än fordonskontroll. Drogsökande beteende är utbildad genom att para ihop ursprungligen ”neutral” cues (t.ex., en stimulus ljus eller tonen och kontextuella miljön där kokain självadministrering uppstår) med kokain infusion; dessa ledtrådar blivit konditionerat förstärka (för granskning: Cunningham & Anastasio, 201423). Efterföljande återexponering för kokain-associerade signaler utlöser drogsökande beteende i gnagare (dvsförsöker leverera kokain genom att trycka på spaken tidigare aktiva) samt sug och återfall i CUD försökspersoner24, 25 , 26 , 27.
Typiskt, prekliniska gnagare studier av drogsökande beteende efter kokain självadministrering utnyttja utrotning utbildning och/eller narkotika återanställning inom drug-associerade miljö28,29, 30 , 31 , 32. pressar på tidigare aktiva spaken, i avsaknad av drogen eller cue leverans, normalt utgör åtgärden för återställande efter utrotning33,34,35. Tvärtom, är cue reaktivitet drogsökande beteende bedömt följande påtvingad avhållsamhet utan föregående utrotning utbildning28,36,37,38,39 .
Resultatåtgärder och experimentella variablerna har noggrant valt och validerats för att analysera olika aspekter av neurobiologin drogsökande och återfall-liknande beteende, och det är väletablerat att neuroadaptations skiljer sig åt mellan modellerna med och utan utrotning utbildning 40,41,42,43. Dessutom ur translationell speglas gnagare utrotning utbildning inte i kliniska inställningar för CUD eftersom narkotikarelaterade ledtrådar inkluderar humör stater, platser och människor44; den unika kombinationen av dessa signaler är sannolikt inte tillgängliga i en klinisk miljö45,46,47. Gnagare modellen beskrivs häri fungerar alltså som en bättre parallell till människans villkor än många av modellerna som för närvarande finns tillgängliga.
Följande beskriver en validerad kokain självadministrering utbildning, påtvingad avhållsamhet och cue reaktivitet testprotokoll för råtta. Kortfattat, råttor implanteras med interna jugular katetrar, utbildade att själv administrera kokain eller koksaltlösning via 'aktiv' spaken press, och mottagandet av kokain eller saltlösning stimulans är parkopplad med diskret ljus och ljud ledtrådar som tjänar som betingad förstärka. Efter 14 dagar av kokain självadministrering, råttor utsätts för 30 dagar i påtvingad avhållsamhet och ett efterföljande 60-min cue reaktivitet prov i som spaken pressning mäts. Cue reaktivitet testet är ett surrogat mått för kokain återfall sårbarhet hos människor.

<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 användning sjukdom (CUD) följer en bana av repetitiva självadministrering under vilken tidigare neutrala stimuli få incitament värde. Cue reaktivitet, känsligheten för ledtrådar tidigare länkat med droger erfarenhet, spelar en framträdande roll i mänskliga begäret under abstinens. Cue reaktivitet kan bedömas som den uppmärksamhet orientering mot drog-associerade ledtrådar som är mätbar som apéritivo strategi beteende i såväl mänskliga som prekliniska studier. Detta dokument beskriver en bedömning av cue reaktivitet hos råttor utbildade att själv administrera kokain. Kokain självadministrering är parkopplad med en presentation av diskreta signaler som fungerar som luftkonditionering förstärka (dvs, huset ljus, stimulans ljus, infusion pumpen låter). Efter en period av avhållsamhet, hävstång pressar i kokain självadministrering ramen åtföljs av diskreta ledtrådar ihopkopplat med kokain infusion mäts som cue reaktivitet. Denna modell är användbart att utforska neurobiologiska mekanismer bakom cue reaktivitet processer, samt för att bedöma läkemedelsbehandlingar för att undertrycka cue reaktivitet och därför ändra återfall sårbarhet. Fördelarna med modellen är dess translationell relevans, och dess ansikte och förutsägande giltighetstider. Den primära begränsningen av modellen är att cue reaktivitet aktiviteten kan endast utföras sällan och får endast användas i kort varaktighet (t.ex., 1 timme), annars råttor att börja släcka hopkoppling av diskreta ledtrådar med kokain stimulans. Modellen är utdragbar till något positivt förstärkande stimulus parat med diskreta signaler; Trots särskilt gäller för narkotika missbruk, kan denna modell hålla framtida tillämpningar inom bland annat fetma, där välsmakande mat belöningarna kan fungera som positivt förstärkande stimuli.

Resultat av kokain självförvaltning och avhållsamhet experiment följt av en cue reaktivitet test från en tidigare publicerad studie57 visas i figur 1. Studien tidslinjen avbildas i figur 1A.
Råttor övergång individuellt från FR1 till FR5 eftersom de uppfyller kriterierna. Som operant betingning vinning i gruppen kokain-administrera, öka...

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 konceptualiseras som känslighet för signaler kopplade till droger upplevelser som bidrar till sug och återfall i avhållsamma människor. Cue reaktivitet är modellerad hos råttor genom att mäta uppmärksamhet orientering mot drog-associerade ledtrådar som resulterar i apéritivo strategi beteende i en cue reaktivitet test efter självadministrering och tvingade avhållsamhet.

Ett protokoll för mätning av Cue reaktivitet i en råtta modell av kokain användning sjukdom

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

Ett förfarande för att studera de Footshock-Induced Återinför av kokain söker i laboratorieråttor

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 och kultur råttembryonala neurala celler: En snabb 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 protokollet för att analysera den Retinal kärlsystemet av en musmodell

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

Användning av en kaspas Multiplexing Assay att Bestäm Apoptos i en Hypotalamus 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

Mätning Connectivity i Primär Visual Pathway i Human Albinism Använda Diffusion Tensor Imaging och 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

Mätning Progressiv neurologiskt handikapp hos en musmodell av multipel skleros

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

Användning av Trace Blink klassisk betingning att bedöma Hippocampus dysfunktion i en råtta modell av fetala alkoholeffekter spektrum

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

Akut<em&gt; In vivo</em&gt; Elektrofysiologiska inspelningar av lokala fältpotentialer och multifunktionsaktivitet från Hyperdirect-vägen i bedövade råttor

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 protokoll för mätning av kortikal fysiologi är associerad med svar hämning

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 -bedömning av blod - hjärnbarriären störningar i en råtta modell av ischemisk Stroke

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