Generalitat、PROMETEOII/2014/063;厚生労働省、社会福祉と平等。薬、2014I007; 薬物依存研究プロジェクトに関する国家計画のための政府の委任経済産業省と競争力 (MINECO)、健康研究所カルロス 3 世、中毒性疾患 (RTA) RD12/0028/0005 ネットワークと RD16/00/07/17 と欧州連合、フェダー資金「una manera デ hacer ヨーロッパ」、r. PSI2014-51847

マウスと自分のケアを含むすべてのプロシージャ、使用される動物の保護に関する欧州議会の指令 2010年/63/EU と 2010 年 9 月 22 日の理事会に基づいている国家、地域、およびローカル関連法規遵守科学的な目的。動物使用、バレンシア大学のケア委員会は、この議定書を承認しました。
1. 材料とエアコン場所選好のためのセットアップ:
<ol><li>3 日に 1-2 分各テスト前にマウスを処理します。尾のベースを把握する必要があります。体は、可能であればサポート必要があります。これは、動物を処理するときに痛みや苦痛を最小限に抑える干渉変数、ストレスなどを防ぐために行われます。 注: 1 の雄マウスの 60 日齢 (若い大人) 35 〜 40 グラムの重量を量るは本実験で採用されました。薬剤誘発性の回復は、雌雄のマウスで実行できます。ただし、応力誘起復職に関する社会的な敗北のパラダイムとして設計されています男性の齧歯動物は女性はない居住者のマウスの積極的な応答を誘導します。</li>
	<li>場所のエアコン、小さいの中心街にある灰色の領域 (13.8 × 31.5 cm 幅 × 高 34.5) で区切られた 2 つの同一の区画 (30.7 cm 長い × 31.5 cm 幅 × 高さ 34.5 cm) は、同じボックスを使用します。 注: 区画別床のテクスチャや壁の色 (黒のコンパートメントで滑らかな床と白の大まかな床) があります。CPP ボックスの各区画には、4 つの赤外線光線と中央コンパートメントに 6 が含まれています。これは、コンパートメントおよび動物の位置間の交差の記録を可能します。</li>
	<li>設定 (オフまたは低下) の室内灯を毎日アップします。動物はそれを認識するいないとそれが実験者 (床上 1 m で測定した約 40 ルクス) の減衰 (推奨)、赤色のライトを使用します。</li>
	<li>事前・事後の調節のための 15 分を登録するプログラムのセットアップ (ソフトウェアのための材料の表を参照) をテスト (図 2)</li>
	<li>全体の実験に必要なコカイン溶液を調製します。0.9% のコカインの塩酸塩の溶解量 0.1 mL/10 グラムの体重で塩化ナトリウム (食塩水)。渦混合物、一日の終わりに 4 ° c 店。 注: コカイン濃度は、研究の目的によって異なる場合があります。コカインのサブスレッショルド線量を評価する目的の場合は、1 mg/kg の濃度は、前研究24,35に見られるようにコントロール動物に効果ある、される可能性があります。実効線量が目的の場合、6 mg/kg の濃度は効果的ですが、復職の24を誘発しないを選択、または好み19の復職を誘導する、効果的な 25 mg/kg の濃度にすることができます。</li>
	<li>暗黒期動物をテストし、日にわたってそれぞれの動物の同じボックスを使用します。</li>
	<li>ホーム檻の中で実験室に毎日動物をもたらすしておきます 15 分邪魔されず馴化期間としてテスト関連のすべての音を。</li>
</ol>2. テスト
<ol><li>買収 注: 場所エアコン、初期の自発的な好みの面で公平な手続き 3 つのフェーズで構成されています: 中古エアコン、エアコン、後 (図 1) をご利用いただけます。<ol>
<li>
前処理 (前 C) (3 日間) (図 2図 3図 4) 注: ここでは、CPP ボックスの区画の中立的な値が評価されます。各区画に費やされる時間を測定し、の比較後後エアコン テストで同じコンパートメントで費やされました。<ol>
<li>検査室に動物を持ってして 15 分に慣れておきます。</li>
			<li>ギロチンがケージから削除されることを確認します。</li>
			<li>コンピューターとプログラムを設定します。動物 Id を入力し、「トライアル」、"Start"コマンド (図 2) を押します。</li>
			<li>中間商工会議所 (灰色コンパートメント) に軽くマウスを配置し、雑音が最小と実験室を残してください。</li>
			<li>すべての動物を彼らの家のケージに戻すと試用の終了時にデータを保存します。</li>
			<li>15 分装置の両方のコンパートメントにアクセスするマウスを許可する (900 s) 3 日間連続で 1 日。</li>
			<li>3 日目、900 s 期間にわたって各区画に費やされた時間を書き留め、次の段階 (図 3) で区画の割り当てのために保存します。</li>
			<li>(例えば、黒)、1 つのコンパートメントおよび他のコンパートメント (例えば、白い) (図 4) の残りの半分で薬物や車両を受信する各グループの半分の動物を割り当てます。 注: 動物の最終的な配布する必要があります動物の半分が最初最寄りの区画、非優先のコンパートメントに他の半分に割り当てられていることを確認します。さらに、動物の半分は 1 つのコンパートメント (たとえば、黒のいずれか)、残りの半分 (この例では、白のいずれか) で他の薬を受け取った。</li>
			<li>両方のコンパートメント内にあるだけでなく、グループ (分散分析 (ANOVA) とテスト グループの違い) 間でグループのバランス スコア。周りする必要があります値おおよそ指導として 360 370 の前 C テスト (図 4)。注: 有意差が検出されません前 C テスト中に薬物ペアし、車対コンパートメントで費やされた時間の間。</li>
			<li>強い嫌悪または任意のコンパートメントのための好みを示す動物を除外します。コンパートメントで 33% より少ない時間を費やしてとして嫌悪感を考慮し、動物は、その区画内の合計時間の 67% 以上を過ごしたときの好みを考慮します。</li>
		</ol>
</li>
		<li>
(4 日間) を調節 (図 5)
		<ol>
<li>動物の重量を量るし、コカインの用量の調節時にこれらの重みを使用します。</li>
			<li>コカインや体重に基づく生理食塩水と注射器を準備します。</li>
			<li>一度に 1 つのマウスを腹腔内注入 (ip)、すぐにそのボックスの割り当てられた黒または白のコンパートメントに優しく場所します。</li>
			<li>4 時間の間隔をおいて、マウスが 30 分 (図 5) 薬物対コンパートメントに限定される直前に薬剤の投与量を注入します。</li>
			<li>毎日この手順を代替日 2 と 4 の日 1、3、および生理食塩水のコカインで始まります。</li>
			<li>閉じ込めが実施される両方のケースで 2 つのコンパートメントを分けるギロチン ドアを閉じて、都心をアクセスできないことを確認します。 注: このフェーズで無い PC プログラムを設定する必要があります。</li>
		</ol>
</li>
		<li>
後エアコン (ポスト C) (1 日)
		<ol>
<li>検査室に動物を持ってして 15 分に慣れておきます。</li>
			<li>2 つのコンパートメントを分けるギロチン ドアを取り外します。</li>
			<li>コンピューターとプログラムを設定します。動物 Id を入力し、"start"コマンドを押します。</li>
			<li>900 s の観察期間中に各区画に未処理のねずみで費やした時間を記録します。</li>
			<li>裁判を終了すると、すべての動物を彼らの家のケージに戻す、データを保存します。</li>
			<li>ポスト C 中薬対コンパートメントで費やされた時間が著しく前 C テストでより大きい場合に場所選好を薬物するが検討してください。反対が発生した場合は、薬剤対コンパートメントの嫌悪感を検討してください。</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
	<li>絶滅の危機
	<ol>
<li>薬物対コンパートメントのための好みを開発したすべてのグループ/動物で毎週絶滅セッションを実施します。</li>
		<li>15 分 (前およびポスト C テストと同じ) (ギロチン) なし装置で動物を配置 (図 1)。 注: で線量が採用されている場合、CPP は高 (25 mg/kg)、週 1 の絶滅セッションを実行します。サブスレッショルド用量が使用される (1 mg/kg) の場合は、(例えば月曜日と木曜日) 週 2 の絶滅セッションを実行します。</li>
		<li>消滅絶滅テストからのデータは、前 C テストの違いを表示しないが、彼らはポスト C テストの違い、表示設定を検討してください。</li>
		<li>絶滅を確認するために後で 24 時間テストを繰り返します。</li>
	</ol></li>
	<li>CPP の復権
	<ol>
<li>
プライミングによる復職
		<ol>
<li>絶滅が確認された後は、コカイン 24 h の起爆剤投与の効果を評価します。 注: プライミング線量調節時に動物を受けた半分の前投与量であります。回復テストを受ける前 C およびポスト C テストのように同じプロトコル、動物は非随伴のコカインの投与を受けられるを除いて配置テストの前に 15 分。用量の順序そう36を得られた結果に役割を果たすことが復職を誘導に薬物プライミングの効果は繰り返し絶滅/復職経験23後、拡張できます。</li>
			<li>テストの部屋 (非偶発場所) から別の部屋に動物をもたらす (図 6)。</li>
			<li>コカインの前半分の用量でそれらを注入 (例えば動物が 25 mg/kg のコカイン、プライミング線量を条件とする場合となります 12.5 mg/kg)。</li>
			<li>15 分間、ビバリウムにそれらを戻します。</li>
			<li>実験室にそれらを取るし、15 分 (前と同じ、ポスト C テスト) の直後に (コンパートメントを分けるギロチン扉) なし装置で動物を配置します。</li>
			<li>薬による好みの回復度の指標として最後の絶滅セッションと復職テスト中薬対コンパートメントで過ごした時間の秒の違いを検討してください。</li>
			<li>たびにそれまでの用量を減少効果がないことを確認は絶滅復職手順を繰り返します。 注: 生理食塩水注入制御はコカイン プライミング (と注射自体ないの) 容量を制御する使用ことができます復職を誘発します。</li>
		</ol>
</li>
		<li>
復職のストレス
		<ol>
<li>絶滅が確認された後、ストレス回復 24 時間の効果を評価します。 メモ: 回復テストは、動物テスト 15 分後、敵対で社会的な敗北が発生する (図 6) がポスト C (15 分無料歩行) で行うものと同じ</li>
			<li>CPP の部屋から別の部屋に動物を取る。</li>
			<li>同じ年齢・体重 (図 6) のプラスチック製のケージで一致する積極的な相手セックスと実験的マウスを配置します。 注: 敵対遭遇は、実験マウスの敗北の結果と中立的な透明なプラスチック製ケージ (23x13.5x13cm) の 10 分テストで構成されています。アグレッシブな対戦相手を準備するには、3 週間の実験的マウスとして年齢と体重に合ったさまざまな動物をまず特定します。戦闘経験を積むし、積極的な領土行動のレベルが高いにそれらをテストするそれらを訓練します。積極的な個体を得るためには、マウス必要があります少なくとも 3 週間の分離し、積極的に訓練し、攻撃行動。動物は、ペアでそれらを直面している中立的な環境で訓練を受けています。わたしたちは、2 つのマウスの 1 つは、送信を表示する前にトレーニングを常に終了できるように出会いの経験を強化する積極的な行動を許可して相手 2 または 3 回をかむし、ケージから出てもらいます。攻撃 (脅威と積極的な同種から攻撃) を起こして、実験マウスは回避/逃げると守備/従順な振る舞いを提示しなければなりません。基準敗北、直立した従順な位置によって特徴付けられる特定の姿勢を採用することです、前足、上方に傾斜頭をぐったりし、耳 (図 6) を撤回しました。バークら2016 年によると侵入者の従順な臥位姿勢が表示される場合社会の出会いは以前に終了と考えて > 8 s か刺されて攻撃 13 が発生しました。重大な損傷のリスクなし画面動物に別のオプションは、ペースを渡すか動物の十分に大きい穴メッシュ エンクロージャで動物することです。 攻撃は、攻撃的な行動を直接施す動物なし検出でした。 傷 1 cm 直径および/または筋肉の直接の露出を持つ動物が怪我する場合、は、研究から除外し、安楽死する必要があります。</li>
			<li>敵対行動の 10 分後にテストの部屋にマウスを取るし、15 分 (前と同じ、ポスト C テスト) の直後に (コンパートメントを分けるギロチン扉) なし CPP 装置で動物を配置します。</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
</ol>3. 統計解析
注: 理想的なサンプル サイズは、グループごとの 15 の動物の最小値をする必要があります。
<ol><li>変数、治療の間に 1 つに混合分散分析によるグループの医薬品ペア コンパートメントで過ごした平均時間の解析 (制御グループ、実験グループは、2 つのグループの例は図 7 c) 2 つのレベルと変数-日内の 1 つ2 レベル (前 C とポスト C)。 注: 管理グループ動物薬を受け取るなる環境操作がありません。その一方で、実験群で動物はさまざまな環境条件にさらされます。ポスト C 日に関しては前 C を薬に感受性の重要な相違点があるかどうかをテスト薬対コンパートメントで過ごした時間を比較します。</li>
	<li>さらに、ボンフェローニ事後分析重要なスコアのいずれかを確認するを実行します。</li>
	<li>最後の瞬間でなく、実験の過程で絶滅復職手順を続行する Student´s t-テストによって開発された好みはそれらを分析グループの絶滅と回復値に関連するデータを分析します。分散分析で、変数内 (日) によって各グループ レベルの数。 注意: 比較の数を増加すると、数が大きくなること、偶然も増加。など、偽陽性 (タイプ 1 エラー) を避けるために我々 '修正' 複数の t 検定ボンフェローニ補正機能を備えたより保守的なテストになり p 値。ただし、復職テストと最後の絶滅のテストの間、回復テストのための比較を行ってください。したがって、補正の必要はありません。</li>
</ol>

著者が明らかに何もありません。

薬物中毒の研究の重要なポイントは、渇望を減少させるし、その結果、再発に対する脆弱性を減らす治療法の開発です。CPP パラダイムの回復モデルのおかげで、再燃は、今後の研究の優先順位を調節する別の手順と環境因子の影響を検討することが可能です。CPP パラダイムは環境要因に非常に敏感なテストとして、考慮すべきいくつかの重要なポイントがあります。
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エアコンの場所の好み (CPP) パラダイムの多様な刺激1,2, によるエアコンの報酬を評価する簡単な方法を提供しています、3 の習慣性薬物のエアコンやりがいのある効果を研究に広く使用されています.パブロフ型条件づけ、習慣性の動作4を維持するため薬物関連環境手がかりの動機付けの価値評価に基づいています。このモデルで環境手がかりはセカンダリ飛び廻るプロパティ (エアコンやりがいのある効果) を取得主な強化3と組み合わせれば。たとえば、(CPP 檻の中で 1 つのコンパートメントの色) など当初中立場所は、いくつかの中に乱用の薬剤の特定の効果とペア別の区画は車両の注射に関連付けられているセッション5を調節します。次に、エアコンの動物薬に以前関連付けられているコンパートメントでより多くの時間を費やしている場合、CPP が3を開発していることが前提です。動物が主な強化は、薬にリンク環境の手がかりに正の値を与えるとき、優先順位の確立が達成されます。その結果、動物はそれらの文脈手がかり6に応えて薬物探索行動の反応を行います。CPP モデルにより、特定の条件 (例えば、以前社会的な敗北からを被った) の動物はより脆弱とされる用量に敏感かどうかを示す、薬の用量のサブスレッショルドやりがいのある特性の評価素朴な動物7では有効ではありません。
CPP のモデルは、この議定書の目的である再発3を勉強する動物モデルとして絶滅の危機/回復を評価する使用されています。3 つの異なるフェーズがあります: 取得、絶滅および復職 (図 1)。CPP 回復モデルの動物は最初薬ペアのコンパートメントの CPP を取得し、いくつかの絶滅のセッションを行います。絶滅動物がずっとエアコンやりがいのある刺激への近似の行動応答を減少瞬間削除 (例えば薬) として定義する8。絶滅セッション中に動物は、取得の設定が徐々 に減衰9薬剤の不在でコンパートメントを探索します。考慮すべき重要な問題は動物が絶滅 (薬物ペア室で過ごした時間の進歩的な低下) の間に表わす行動の変化が以前学んだ応答と競合する新しい学習プロセスに起因することができます。または件名3の内部のモチベーション状態の減少のため。最後に、コンテキストまたは薬物の手がかりを介して場所選好の再建は、復職1の私達のモデルになります。
関連付けられている薬のプライミングの注射を管理するコンテキストの手がかりへの近似の再建と考えられている設定を復元できます。薬物プライミング復職に渇望を誘発し、報酬に関連する環境の手がかりを求める動物に動機を与える薬物の楽しい効果の永続的なメモリのため発生します。
CPP 回復モデルのいくつかの利点は、プロシージャが (自己管理、手術を必要とする) とは異なり非侵襲的である、安価で、シンプル。さらに、このモデルは良い基準の妥当性、それ模倣も人間10,11, 回復薬12,13への再暴露などの再発を誘発する刺激を誘導で発生する内容として、14を強調します。
絶滅-静脈内自己投与の回復モデルなどの手法があります。ここでは、動物は、動物、compulsivity、および動機14,15,16のオペラントの応答の評価を可能にする薬剤を自己管理するレバーを押します。自己管理手順の CPP の主な利点は CPP の復職がアプローチの再現から成る薬と共にコンテキスト刺激のインセンティブ ・動機的価値の再活性化を反映するように考えられています。コンテキスト17する動作。また、非薬物刺激、ストレスなどすることができますも復職18,19を誘発します。たとえば、1 つの自己管理研究の説明フット ショックや拘束ストレス20後ラットにおけるヘロイン摂取量の回復に及ぼす影響ありません。著者は、別のコンテキストで自己管理室の外それらのストレッサーを調べたので成功したないについて説明します。対照的に、復職の CPP のモデルを使用している場合は同じストレッサーを使用した後モルヒネ CPP の明確な再構築、CPP のそして異なった時に別のコンテキストで適用されます (0 から 15 分後ストレス暴露)18.
文献の複数の調査は薬物やストレスによる復職のさまざまな方法を示しています。ラット及びマウスを用いたモルヒネ5,21,22,23, コカイン24,25, アンフェタミン26、薬剤誘発性の回復が報告されている一方で、3, 4-メチレンジオキシメタンフェタミン (MDMA)30エタノール28,29, 27。その一方で、ストレスへの暴露は、薬物乱用への脆弱性の決定要因にあります。ストレス、薬7,31,32のやりがいのある効果を高める、再発で彼らの役割は十分に確立された33,34。たとえば、社会的な相互作用、同種での敗北は、モルヒネやコカインの CPP18,19を作成します。さらに、社会的な敗北を繰り返しに暴露された動物はコカインのサブスレッショルド用量の調節されたやりがいのある効果を受けやすいとコカインの7の非常に低用量の設定を元に戻します。
CPP 回復モデルの適用は、動物では、再発に対する脆弱性を評価するための有用な敏感な方法など人間の再発を脅かす主なトリガーは、別の微妙な環境操作の評価を許可薬物やストレス回復。

<table><tbody><tr><td>MONPRE 2Z software</td><td>CIBERTEC S.A., Spain</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Identical Plexiglas boxes with two equal sized compartments separated by a grey central area.</td><td>CIBERTEC S.A., Spain</td><td>N/A</td><td>The compartments have different colored walls (black vs white) and distinct floor textures (fine grid in the black compartment and wide grid in the white one). All boxes are equipped with four infrared light beams in each compartment of the box and six in the central area which allow the recording of the position of the animal and its crossings from one compartment to the other.</td></tr><tr><td>Cocaine hydrochloride</td><td>Laboratorios Alcaliber S.A., Madrid, Spain</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Animals: mice of the OF1 outbred strain</td><td>Charles River, Barcelona Spain</td><td>N/A</td><td>Male mice who arrive to the laboratory on PND 42 and on PND 60 perform the CPP test. These animals are specially indicated for social defeat and aggression models.</td></tr><tr><td>Standard Diet- Teklad Global Diet 2014</td><td>Supplied by Harlan Laboratories Models, S. L. (Barcelona, Spain)</td><td></td><td>13 kcal % fat, 67 kcal % carbohydrates and 20% kcal protein; 2.9 kcal/g</td></tr><tr><td>High fat diet TD.06415</td><td></td><td></td><td>45 kcal % fat, 36 kcal % carbohydrates and 19% kcal protein; 4.6 kcal/g</td></tr></tbody></table>

reinstatement of drug-seeking in mice using the conditioned place preference paradigm

この議定書は、薬物中毒の再発のモデルとしてエアコンの場所の好み (CPP) をについて説明します。このモデルで動物、最初薬ペアのコンパートメントでエアコン場所選好を取得する訓練を受けて、確立された好みを消すためのいくつかのセッションを実行する後エアコン テスト後。CPP は、医薬品環境関連キューのエアコンやりがいのある影響の評価を許可します。その後、薬剤のプライミング量の非偶発事管理とストレス刺激にさらされることによって、消滅の CPP が確実復活します。両方の方法は、ここで説明されます。動物 reinitiates 行動反応、調節された報酬の回復が行われていると見なされます。
このプロトコルの主な利点は、非侵襲的、安価で、単純な信頼性と妥当性の基準であります。さらに、ストレスや食事、薬物探索行動に再発を調節することができるなど、異なる環境操作の研究をことができます。ただし、1 つの制限は、研究者は、動機と薬の主な補強効果を探ることを目指し場合、それは自己管理手順についてを補完する必要があります彼らは動物のオペラントの応答を含みます。

まず、アダルト OF1 男性マウスを用いた図 7のプライミングとストレス回復の代表的な結果が表示されます。
図 7bは時刻を表すデータが前の薬対区画で過ごし、反復測定 ANOVA (前 C とポスト C の比較) 被験者内変数日ポスト C テストを行った。その結果, 変数間の影?...

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Reinstatement of Drug-seeking in Mice Using the Conditioned Place Preference Paradigm

このプロトコルでは、再発のモデルとしてエアコンの場所の好み (CPP) について説明します。この手順は、渇望として薬物関連環境手がかりの影響を考慮した実験動物の再発の測定を可能し、控えてで再発は現在薬物乱用の治療プログラムの焦点。

エアコンの場所の好みのパラダイムを使用してマウスの薬物探索の復権

The present protocol describes the Conditioned Place Preference (CPP) as a model of relapse in drug addiction. In this model, animals are first trained to ...

reinstatement-drug-seeking-mice-using-conditioned-place-preference

Universidad de Cartagena UDEC

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Pharmacology

Behavior

Unit 1

Pharmacotherapy of Depression and Anxiety Disorders

SCIENTISTS IN ACTION

11.4K ビュー.  Universitat de València. このプロトコルでは、再発のモデルとしてエアコンの場所の好み (CPP) について説明します。この手順は、渇望として薬物関連環境手がかりの影響を考慮した実験動物の再発の測定を可能し、控えてで再発は現在薬物乱用の治療プログラムの焦点。

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Stereotaxic Microinjection of Viral Vectors Expressing Cre Recombinase to Study the Role of Target Genes in Cocaine Conditioned Place Preference

Microinjecting recombinant adenoassociated viral (rAAV) vectors expressing Cre recombinase into distinct mouse brain regions to selectively knockout genes of interest allows for enhanced temporally- and regionally-specific control of gene deletion, compared to existing methods. While conditional deletion can also be achieved by mating mice that express Cre recombinase under the control of specific gene promoters with mice carrying a floxed gene, stereotaxic microinjection allows for targeting of discrete brain areas at experimenter-determined time points of interest. In the context of cocaine conditioned place preference, and other cocaine behavioral paradigms such as self-administration or psychomotor sensitization that can involve withdrawal, extinction and/or reinstatement phases, this technique is particularly useful in exploring the unique contribution of target genes to these distinct phases of behavioral models of cocaine-induced plasticity. Specifically, this technique allows for selective ablation of target genes during discrete phases of a behavior to test their contribution to the behavior across time. Ultimately, this understanding allows for more targeted therapeutics that are best able to address the most potent risk factors that present themselves during each phase of addictive behavior.

This article describes how to microinject viral vectors into mouse brain and then test in a conditioned place preference paradigm that includes an acquisition, extinction and reinstatement phase.

コカイン条件付け場所嗜好における標的遺伝子の役割を研究するためにCreリコンビナーゼを発現するウイルスベクターの定位マイクロインジェクション

Microinjecting recombinant adenoassociated viral (rAAV) vectors expressing Cre recombinase into distinct mouse brain regions to selectively knockout genes ...

行動学

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 used extensively to study the neurobiology and phenomenology of relapse to drug use. Although procedural variations have emerged over the past several decades, the most conventional reinstatement procedures are based on the drug self-administration (SA) model. In this model, an animal is trained to perform an operant response to obtain drug. Subsequently, the behavior is extinguished by withholding response-contingent reinforcement. Reinstatement of drug seeking is then triggered by a discrete event, such as an injection of the training drug, re-exposure to drug-associated cues, or exposure to a stressor 1.
Reinstatement procedures were originally developed to study the ability of acute non-contingent exposure to the training drug to reinstate drug seeking in rats and monkeys 1, 2. Reinstatement procedures have since been modified to study the role of environmental stimuli, including drug-associated cues and exposure to various forms of stress, in relapse to drug seeking 1, 3, 4.
Over the past 15 years, a major focus of the reinstatement literature has been on the role of stress in drug relapse. One of the most commonly used forms of stress for studying this relationship is acute exposures to mild, intermittent, electric footshocks. The ability of footshock stress to induce reinstatement of drug seeking was originally demonstrated by Shaham and colleagues (1995) in rats with a history of intravenous heroin SA5. Subsequently, the effect was generalized to rats with histories of intravenous cocaine, methamphetamine, and nicotine SA, as well as oral ethanol SA 3, 6.
Although footshock-induced reinstatement of drug seeking can be achieved reliably and robustly, it is an effect that tends to be sensitive to certain parametrical variables. These include the arrangement of extinction and reinstatement test sessions, the intensity and duration of footshock stress, and the presence of drug-associated cues during extinction and testing for reinstatement. Here we present a protocol for footshock-induced reinstatement of cocaine seeking that we have used with consistent success to study the relationship between stress and cocaine seeking.

Animal models of relapse, known as reinstatement procedures, have been used extensively to study the role of stress in relapse to drug seeking. Here, we report on a method for inducing the reinstatement of cocaine seeking in laboratory rats via acute exposures to mild, intermittent electric footshock.

実験用ラットに求めてコカインのフットショック誘発性回復を勉強するための手順

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

神経科学

A Procedure to Observe Context-induced Renewal of Pavlovian-conditioned Alcohol-seeking Behavior in Rats

Environmental contexts in which drugs of abuse are consumed can trigger craving, a subjective Pavlovian-conditioned response that can facilitate drug-seeking behavior and prompt relapse in abstinent drug users. We have developed a procedure to study the behavioral and neural processes that mediate the impact of context on alcohol-seeking behavior in rats. Following acclimation to the taste and pharmacological effects of 15% ethanol in the home cage, male Long-Evans rats receive Pavlovian discrimination training (PDT) in conditioning chambers. In each daily (Mon-Fri) PDT session, 16 trials each of two different 10 sec auditory conditioned stimuli occur. During one stimulus, the CS+, 0.2 ml of 15% ethanol is delivered into a fluid port for oral consumption. The second stimulus, the CS-, is not paired with ethanol. Across sessions, entries into the fluid port during the CS+ increase, whereas entries during the CS- stabilize at a lower level, indicating that a predictive association between the CS+ and ethanol is acquired. During PDT each chamber is equipped with a specific configuration of visual, olfactory and tactile contextual stimuli. Following PDT, extinction training is conducted in the same chamber that is now equipped with a different configuration of contextual stimuli. The CS+ and CS- are presented as before, but ethanol is withheld, which causes a gradual decline in port entries during the CS+. At test, rats are placed back into the PDT context and presented with the CS+ and CS- as before, but without ethanol. This manipulation triggers a robust and selective increase in the number of port entries made during the alcohol predictive CS+, with no change in responding during the CS-. This effect, referred to as context-induced renewal, illustrates the powerful capacity of contexts associated with alcohol consumption to stimulate alcohol-seeking behavior in response to Pavlovian alcohol cues.

A procedure to study the capacity of an alcohol associated environmental context to trigger the renewal of alcohol-seeking behavior in rats is described.

ラットにおけるパブロフ付きアルコール探索行動の状況誘発性のリニューアルを観察する手順

Environmental contexts in which drugs of abuse are consumed can trigger craving, a subjective Pavlovian-conditioned response that can facilitate ...

Operant Sensation Seeking in the Mouse

Operant methods are powerful behavioral tools for the study of motivated behavior. These 'self-administration' methods have been used extensively in drug addiction research due to their high construct validity. Operant studies provide researchers a tool for preclinical investigation of several aspects of the addiction process. For example, mechanisms of acute reinforcement (both drug and non-drug) can be tested using pharmacological or genetic tools to determine the ability of a molecular target to influence self-administration behavior1-6. Additionally, drug or food seeking behaviors can be studied in the absence of the primary reinforcer, and the ability of pharmacological compounds to disrupt this process is a preclinical model for discovery of molecular targets and compounds that may be useful for the treatment of addiction3,7-9. One problem with performing intravenous drug self-administration studies in the mouse is the technical difficulty of maintaining catheter patency. Attrition rates in these experiments are high and can reach 40% or higher10-15. Another general problem with drug self-administration is discerning which pharmacologically-induced effects of the reinforcer produce specific behaviors. For example, measurement of the reinforcing and neurological effects of psychostimulants can be confounded by their psychomotor effects. Operant methods using food reinforcement can avoid these pitfalls, although their utility in studying drug addiction is limited by the fact that some manipulations that alter drug self-administration have a minimal impact on food self-administration. For example, mesolimbic dopamine lesion or knockout of the D1 dopamine receptor reduce cocaine self-administration without having a significant impact on food self-administration 12,16. 
Sensory stimuli have been described for their ability to support operant responding as primary reinforcers (i.e. not conditioned reinforcers)17-22. Auditory and visual stimuli are self-administered by several species18,21,23, although surprisingly little is known about the neural mechanisms underlying this reinforcement. The operant sensation seeking (OSS) model is a robust model for obtaining sensory self-administration in the mouse, allowing the study of neural mechanisms important in sensory reinforcement24. An additional advantage of OSS is the ability to screen mutant mice for differences in operant behavior that may be relevant to addiction. We have reported that dopamine D1 receptor knockout mice, previously shown to be deficient in psychostimulant self-administration, also fail to acquire OSS24. This is a unique finding in that these mice are capable of learning an operant task when food is used as a reinforcer. While operant studies using food reinforcement can be useful in the study of general motivated behavior and the mechanisms underlying food reinforcement, as mentioned above, these studies are limited in their application to studying molecular mechanisms of drug addiction. Thus, there may be similar neural substrates mediating sensory and psychostimulant reinforcement that are distinct from food reinforcement, which would make OSS a particularly attractive model for the study of drug addiction processes. The degree of overlap between other molecular targets of OSS and drug reinforcers is unclear, but is a topic that we are currently pursuing. While some aspects of addiction such as resistance to extinction may be observed with OSS, we have found that escalation 25 is not observed in this model24. Interestingly, escalation of intake and some other aspects of addiction are observed with self-administration of sucrose26. Thus, when non-drug operant procedures are desired to study addiction-related processes, food or sensory reinforcers can be chosen to best fit the particular question being asked. 
In conclusion, both food self-administration and OSS in the mouse have the advantage of not requiring an intravenous catheter, which allows a higher throughput means to study the effects of pharmacological or genetic manipulation of neural targets involved in motivation. While operant testing using food as a reinforcer is particularly useful in the study of the regulation of food intake, OSS is particularly apt for studying reinforcement mechanisms of sensory stimuli and may have broad applicability to novelty seeking and addiction.

In this protocol we describe a method of operant learning using sensory stimuli as a reinforcer in the mouse. It requires no prior training or food restriction, and it allows the study of motivated behavior without the use of a pharmacological or natural reinforcer such as food.

マウスに求めてオペラントセンセーション

Operant methods are powerful behavioral tools for the study of motivated behavior.  These 'self-administration' methods have been used extensively in drug ...

Assessment of Cocaine-induced Behavioral Sensitization and Conditioned Place Preference in Mice

It is thought that rewarding experiences with drugs create strong contextual associations and encourage repeated intake. In turn, repeated exposures to drugs of abuse make lasting alterations in the brain function of vulnerable individuals, and these persistent alterations likely serve to maintain the maladaptive drug seeking and taking behaviors characteristic of addiction/dependence2. In rodents, reward experience and contextual associations are frequently measured using the conditioned place preference assay, or CPP, wherein preference for a previously drug-paired context is measured. Behavioral sensitization, on the other hand, is an increase in a drug-induced behavior that develops progressively over repeated exposures. Since sensitized behaviors can often be measured after several months of drug abstinence, depending on the dose and length of initial exposure, they are considered observable correlates of lasting drug-induced plasticity. Researchers have found these assays useful in determining the neurobiological substrates mediating aspects of addiction as well as assessing the potential of different interventions in disrupting these behaviors. This manuscript describes basic, effective protocols for mouse CPP and locomotor behavioral sensitization to cocaine.

This protocol is intended to enable researchers to conduct experiments designed to test these aspects of addiction using the conditioned place preference and locomotor behavioral sensitization assays.

コカイン誘発性行動感作の評価とマウスにおける条件付け場所嗜好

It is thought that rewarding experiences with drugs create strong contextual associations and encourage repeated intake. In turn, repeated exposures to ...

A Conditioned Place Preference Protocol for Measuring Incubation of Craving in Rats

A major cause of repeated relapses is a craving for the drug. Drug craving increases progressively during the abstinence period, a phenomenon termed incubation of drug craving. Here, we describe a morphine conditioned place preference (CPP) protocol for measuring the incubation of craving in rats. In this protocol, a CPP paradigm mainly employing somatosensory cues is used to establish a long-term reward memory of morphine. A three-chamber CPP box that differs in the texture of the chamber floor is constructed. First, the animals are tested for their baseline preference to the two side chambers for three consecutive days. Then, they are injected intraperitoneally with morphine/saline and put into their non-preferred/preferred chamber for 45 min. After 6 days of conditioning, their preference to the side chambers is tested for 15 min at different time points after the last conditioning session. With this paradigm, the reward memory of morphine could last for at least 18 days. To test whether the above-mentioned protocol can model increased craving, the number of entrances into the two side chambers are counted during the abstinence period. The results show that the entrances increased, suggesting that the CPP paradigm could mimic the incubation of craving. Future studies can employ this model to study neural mechanisms underlying long-term memory and incubation of craving.

Here, a morphine conditioned place preference (CPP) protocol is described to measure incubation of craving in rats.

ラットにおける渇望のインキュベーションを測定するためエアコンの場所設定プロトコル

A major cause of repeated relapses is a craving for the drug. Drug craving increases progressively during the abstinence period, a phenomenon termed ...

A Procedure to Study Stress-Induced Relapse of Heroin Seeking after Punishment-Imposed Abstinence

The punishment-imposed abstinence procedure models the self-imposed abstinence that humans initiate due to the adverse consequences associated with drug-taking. This model has been implemented in experiments using different types of substances of abuse such as methamphetamine, cocaine, and alcohol. However, punishment-induced abstinence in heroin-trained animals has not been demonstrated. Furthermore, acute stress is a key trigger for relapse in humans and animal models. It was previously demonstrated that acute food deprivation robustly induced reinstatement of extinguished cocaine and heroin seeking. The procedure described here can be used to assess the effects of acute stress exposure on heroin seeking after punishment-imposed abstinence. A total of 8 rats were implanted with chronic intravenous (i.v.) catheters and trained to self-administer heroin (0.1 mg/kg/infusion) for 18 days under a seek-take chained schedule. Completing the seek link gave access to the take lever, which was paired with a heroin infusion. The seek lever was programmed with a variable interval 60 schedule of reinforcement (VI60), and the take lever was programmed with a fixed-ratio 1 reinforcement schedule (FR1). Following self-administration training, a mild foot shock was delivered on 30% of the completed seek links instead of the extension of the take lever. Footshock intensity was increased by 0.1 mA per daily session from 0.2 mA to 1.0 mA. Heroin-seeking tests were performed after 24 h of food deprivation (FD) or sated conditions. Rats under acute food deprivation condition robustly increased heroin seeking after punishment-imposed abstinence.

A procedure that demonstrates a robust acute food deprivation-induced relapse to heroin seeking after punishment-imposed abstinence is described. A punishment-imposed abstinence model was successfully implemented using the seek and take chain schedule for heroin self-administration. Heroin-seeking tests are then performed following 24 h of food-deprivation stress.

罰が課せられた禁欲を求めるヘロインのストレス誘発再発を研究する手順

The punishment-imposed abstinence procedure models the self-imposed abstinence that humans initiate due to the adverse consequences associated with ...

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

Cocaine use disorder (CUD) follows a trajectory of repetitive self-administration during which previously neutral stimuli gain incentive value. Cue reactivity, the sensitivity to cues previously linked with the drug-taking experience, plays a prominent role in human craving during abstinence. Cue reactivity can be assessed as the attentional orientation toward drug-associated cues that is measurable as appetitive approach behavior in both preclinical and human studies. Herein describes an assessment of cue reactivity in rats trained to self-administer cocaine. Cocaine self-administration is paired with the presentation of discrete cues that act as conditioned reinforcers (i.e., house light, stimulus light, infusion pump sounds). Following a period of abstinence, lever presses in the cocaine self-administration context accompanied by the discrete cues previously paired with cocaine infusion are measured as cue reactivity. This model is useful to explore neurobiological mechanisms underlying cue reactivity processes as well as to assess pharmacotherapies to suppress cue reactivity and therefore, modify relapse vulnerability. Advantages of the model include its translational relevance, and its face and predictive validities.&#160;The primary limitation of the model is that the cue reactivity task can only be performed infrequently and must only be used in short duration (e.g., 1 hour), otherwise rats will begin to extinguish the pairing of the discrete cues with the cocaine stimulus. The model is extendable to any positively reinforcing stimulus paired with discrete cues; though particularly applicable to drugs of abuse, this model may hold future applications in fields such as obesity, where palatable food rewards can act as positively reinforcing stimuli.

Cue reactivity is conceptualized as sensitivity to cues linked with drug-taking experiences that contribute to craving and relapse in abstinent humans. Cue reactivity is modeled in rats by measuring attentional orientation toward drug-associated cues that results in appetitive approach behavior in a cue reactivity test following self-administration and forced abstinence.

コカイン使用障害のモデルラットにおけるキュー反応を測定するためのプロトコル

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

Using Optogenetics to Reverse Neuroplasticity and Inhibit Cocaine Seeking in Rats

This protocol demonstrates the steps needed to use optogenetic tools to reverse cocaine-induced plasticity at thalamo-amygdala circuits to reduce subsequent cocaine seeking behaviors in the rat. In our research, we had found that when rats self-administer intravenous cocaine paired with an audiovisual cue, synapses formed at inputs from the medial geniculate nucleus of the thalamus (MGN) onto principal neurons of the lateral amygdala (LA) become stronger as the cue-cocaine association is learned. We hypothesized that reversal of the cocaine-induced plasticity at these synapses would reduce cue-motivated cocaine seeking behavior. In order to accomplish this type of neuromodulation in vivo, we wanted to induce synaptic long-term depression (LTD), which decreases the strength of MGN-LA synapses. To this end, we used optogenetics, which allows neuromodulation of brain circuits using light. The excitatory opsin oChiEF was expressed on presynaptic MGN terminals in the LA by infusing an AAV containing oChiEF into the MGN. Optical fibers were then implanted in the LA and 473 nm laser light was pulsed at a frequency of 1 Hz for 15 minutes to induce LTD and reverse cocaine induced plasticity. This manipulation produces a long-lasting reduction in the ability of cues associated with cocaine to induce drug seeking actions.

The methods described here outline a procedure used to optogenetically reverse cocaine-induced plasticity in a behaviorally-relevant circuit in rats. Sustained low-frequency optical stimulation of thalamo-amygdala synapses induces long-term depression (LTD). In vivo optogenetically-induced LTD in cocaine-experienced rats resulted in the subsequent attenuation of cue-motivated drug seeking.

オプトジェネティクスを使用して神経可塑性を逆転させ、ラットのコカイン探索を阻害する

This protocol demonstrates the steps needed to use optogenetic tools to reverse cocaine-induced plasticity at thalamo-amygdala circuits to reduce ...

Self-administration Studies

Behavioral reinforcement induced by the rewarding feelings following substance use sometimes leads to addiction, which is demonstrated by increased self-administration. Drug self-administration studies in rodents model human behavior during drug abuse. These models are useful in understanding the neurobiological behavior of addiction in order to help scientists discover new treatments for drug dependence.
This video reviews the concepts underlying self-administration studies. A general protocol of self-administration is discussed, which includes description of necessary equipment and different routes of administration commonly employed. Some modified protocols used to model more complex aspects of addiction, such as progressive ratio schedule and extinction, are also explained. Finally, experiments conducted in current addiction research labs will be examined.

Self-administration Studies: Principle and Protocol

自己管理の研究

Behavioral reinforcement induced by the rewarding feelings following substance use sometimes leads to addiction, which is demonstrated by increased ...