Un protocolo de preferencia de lugar condicionada para medir la incubación de antojo en ratas
Summary
Aquí, un protocolo de morfina acondicionado lugar preferencia (CPP) se describe a medida incubación de antojo en ratas.
Abstract
Una de las principales causas de recaídas repetidas son un deseo de la droga. Drogas antojo aumenta progresivamente durante el período de abstinencia, un fenómeno llamado incubación de anhelar de la droga. Aquí, describimos un protocolo de preferencia (CPP) de morfina acondicionado lugar para medir la incubación de antojo en ratas. En este protocolo, un paradigma CPP principalmente empleando señales somatosensoriales se utiliza para establecer una memoria a largo plazo de la recompensa de la morfina. Se construye un cuadro CPP de tres cámaras que se diferencia en la textura del piso de cámara. En primer lugar, los animales se prueban para su preferencia de línea de base para las cámaras de dos laterales por tres días consecutivos. Luego, se inyecta por vía intraperitoneal con morfina/solución salina y ponga en su cámara no-preferido/preferred por 45 min. Después de 6 días de condicionamiento, se prueba su preferencia a las cámaras de lado durante 15 minutos en diferentes puntos temporales tras la última sesión de acondicionamiento. Con este paradigma, la memoria de la recompensa de la morfina podría durar por lo menos 18 días. Para comprobar que el protocolo antes mencionado puede modelar ansia creciente, el número de entradas en las salas laterales se cuenta durante el período de abstinencia. Los resultados muestran que las entradas aumentaron, lo que sugiere que el paradigma CPP podría imitar la incubación de deseo. Los estudios futuros pueden emplear este modelo para estudiar los mecanismos neuronales subyacentes incubación de deseo y memoria a largo plazo.
Introduction
La drogadicción es una enfermedad crónica1 con varias diferentes etapas2: borrachera, intoxicación, abstinencia/negativa afecto y preocupación/anticipación. En la etapa de borrachera/intoxicación inicial del ciclo de adicción de drogas, temas toman medicamentos debido al efecto refuerzo2. En la etapa de retiro/negativa afecta, sujetos experimentan estados somáticos y emocionales negativos de abstinencia de drogas, que promuevan mecanismos de refuerzo negativo asociados con el desarrollo de la adicción3. En la etapa de preocupación/anticipación, temas reinstalación de drogas en la búsqueda después de la extinción, que podría activarse por estímulos asociados a drogas o factores estresantes. En estudios con animales de adicción a las drogas, paradigmas (CPP) de preferencia de lugar condicionada se utilizan para imitar el efecto refuerzo positivo de drogas4,5,6 y, por lo tanto, se utiliza para modelar la etapa inicial de la droga ciclo de adicción. Un miembro de la familia opiáceos, la morfina, produce un efecto refuerzo positivo mediante la activación de los receptores opioides en el cerebro de7,8.
El paradigma de la CPP está basado en el principio del clásico (pavloviano) acondicionado y comúnmente utilizado para medir el efecto gratificante de drogas de abuso, tales como morfina4,5,9,10, debido a su fácil disponibilidad a través de laboratorios. Un paradigma CPP típico consta de tres fases: las fases de acondicionamiento previo, acondicionado y prueba. Durante la fase de condicionamiento, las propiedades gratificantes de una droga (estímulo incondicionado) se aparean con uno o más estímulos neutrales contextuales, de que ganan propiedades adictivas después de varios emparejamientos de acondicionado y sirven como estímulos condicionados. Durante la fase de prueba, la preferencia de los animales para compartimientos de drogas vinculado se miden y se refleja como la memoria de la recompensa. Por esta razón, el paradigma CPP también se utiliza para investigar los mecanismos de aprendizaje y la memoria. Para establecer una memoria a largo plazo de la recompensa de la morfina, las variables que afectan el establecimiento de CPP se han ajustado y optimizado con el debajo descrito protocolo11. Estímulos contextuales son una combinación visual, táctil y señales de olor. Las variaciones de estímulos contextuales y pruebas puntos de tiempo se hacen según propósitos de investigación. Por ejemplo en nuestro anterior estudio12, las señales somatosensoriales (texturas de piso) se utilizan principalmente como estímulos contextuales para investigar el papel de la parte caudal de la corteza insular, una región del cerebro con la función somatosensorial, en la adquisición y mantenimiento de la memoria a largo plazo de la recompensa. El diseño del aparato y la asignación de las ratas a lados preferido/no-preferida afectan el establecimiento del CPP. Se utiliza un aparato de tres cámaras en lugar de un aparato de dos cámaras en el debajo de protocolo para evitar opciones forzadas. El equilibrio de dos cámaras laterales y la asignación inicial de los animales en ellas afectan la adquisición de CPP4,13. Así, un equilibrado diseño de las cámaras de lado y asignación sesgada de los animales se aplican en el presente Protocolo para la adquisición de una preferencia de lugar fuerte. Mantenimiento de la memoria a largo plazo de recompensa requiere ensayos más de acondicionamiento durante la fase de condicionamiento. Para reducir el costo de tiempo durante la fase de condicionamiento, se realizan dos ensayos de acondicionado por día y se contrabalancean las inyecciones de morfina/solución salina para evitar el efecto de la abstinencia aguda de morfina en los ensayos de pares salinos4.
Reintegro modelos animales14 se han establecido para la etapa de preocupación/anticipación del ciclo de adicción de drogas. CPP se utiliza también para el estudio de reintegro que modela la recaída a comportamiento adictivo5. La recaída es una de las barreras en el tratamiento de la adicción a las drogas. Deseo es una causa de repetidas recaídas. El ansia de drogas aumenta constantemente durante el período de abstinencia, un fenómeno llamado incubación de ansia por15,16. Incubación de antojo se estudia ampliamente en el paradigma de autoadministración de drogas pero no el paradigma de la CPP. El uso del paradigma CPP para reflejar incubación de deseo era primer propuesto por Li et al. 17. sus resultados17 mostraron que los puntajes CPP de dosis bajas de morfina (1 mg/kg y 3 mg/kg) pero no una alta dosis (10 mg/kg) aumentados progresivamente durante los primeros 14 días de abstinencia. Asimismo, ratones inyectan con una dosis baja de cocaína mostraron mayores puntuaciones CPP sobre el tiempo18. Las puntuaciones CPP aumento de las dosis bajas de morfina fueron utilizadas para reflejar deseo incubado17. Duración pasó en tanto número de entradas en el ambiente asociado de drogas se sugiere reflexionar el refuerza condicionado respuestas en el CPP paradigma19. La mayoría de los estudios recientes utiliza puntuaciones CPP para directa o indirectamente reflejan el tiempo de permanencia en cámaras junto a drogas mientras que el número de entradas a cámaras laterales como un parámetro a menudo se descuida. Por estas razones, se utilizó una dosis de morfina de 10 mg/kg y se midió el número de entradas en nuestro estudio11. Los resultados muestran que las entradas de las ratas a las cámaras del lado aumentaron significativamente durante el período de abstinencia11. Esto indica que puntuaciones CPP y número de entradas son parámetros útiles para evaluar el deseo creciente de drogas y el paradigma de la CPP es aplicable para la incubación de fenómeno de craving. Sin embargo, para reducir el número de animales requeridos, un grupo de animales experimentados de morfina se prueba repetidas veces; así, el efecto de la extinción no se podría excluir con la corriente en el diseño de la asignatura. A entre el diseño del tema con el mismo protocolo puede superar esta limitación.
A continuación describe el protocolo CPP que estableció la memoria a largo plazo de la recompensa y modelado mayor antojo. Brevemente, después de tres días de acondicionamiento previo, las ratas pasan seis días acondicionado con dos ensayos de acondicionado por día y luego se prueban en diferentes momentos después del último ensayo de condicionamiento. En este paradigma CPP, se construye una caja de tres cámaras cloruro de polivinilo (PVC) usada como el aparato de la CPP y el piso del aparato es equilibrado. El aparato consiste en dos compartimientos laterales negros grandes (30 cm x 25 cm × 30 cm, L × W × H) y una media blanca cámara (11 cm x 25 cm × 30 cm, L × W × H) con piso de PVC liso blanco. Las cámaras laterales tienen texturas de piso como señales somatosensoriales: una con suelo de rejilla del plexiglás y la otra con un áspero piso de PVC.
Protocol
Representative Results
Discussion
Aquí, un método usando un paradigma CPP de morfina se describe para establecer memoria recompensa a largo plazo en ratas con señales somatosensoriales como contexto condicionada. Para construir tal una memoria a largo plazo de la recompensa, un anterior protocolo21 con un aparato equilibrado del CPP es modificado y las sesiones de solución salina y la morfina son conjunto de al menos 10 h aparte. Además, más sesiones de acondicionado se agregan durante la fase de condicionamiento para mejorar el aprendizaje. Aparte de los puntajes CPP, se miden las entradas a las dos cámaras laterales y el patrón de entradas mayor a cámaras laterales es similar a la de las respuestas más activadas en el paradigma de autoadministración.
Varios factores influyen en el establecimiento del paradigma CPP mencionado anteriormente. Un factor clave es el diseño del aparato: las ratas en general deberían tener preferencia similar a ambas cámaras laterales para asegurar el aparato está equilibrado. Un aparato no balanceado puede enmascarar la adquisición de CPP debido a la alta preferencia inicial a un lado de cámara13. Por lo tanto, preferencia extrema en una cámara lateral (más del 90% del tiempo total en cualquiera de las cámaras laterales) se debe evitar al elegir la textura de la planta u otras claves contextuales. Para los propósitos experimentales diferentes, experimentadores pueden equilibrar el aparato CPP mediante la modificación de los estímulos contextuales. Para el aparato de equilibrado, dos formas de diseño experimental son utilizados4. Una forma sesgada es fármacos de par con la cámara no preferido con todos los temas; manera imparcial es par la mitad de los animales con drogas en la cámara no preferida, la otra mitad con la cámara preferida. Ambas formas pueden establecer CPP13 pero estudios17,25 con el último diseño siempre excluyen a muchos temas debido a su fuerte preferencia a la cámara de un lado. Existe vulnerabilidad individual a la droga adicción26,27,28 , un diseño parcial fue elegido en este estudio para evitar exclusión de sujetos sanos. Una limitación de diseño tendencioso es el efecto de preferencia inconsistente para cámaras laterales. Como se muestra en la figura 2, las ratas en el grupo de solución salina tienen consistente puntuaciones bajas de CPP para la cámara inicial no preferida. Por lo tanto, se excluye la posibilidad de que preferencia incompatible a cámaras laterales podría afectar los resultados CPP en el grupo de morfina estableciendo los controles salinos. Para evitar el efecto del techo de la cámara preferida, utilizamos la cámara inicial no preferida como la cámara de pares de morfina. Para evitar el efecto de novedad y de estrés en la preferencia de línea de base a cámaras laterales, se realizan tres sesiones de acondicionamiento previo, y la tercera sesión se utiliza como base. El cuarto factor es el intervalo entre sesiones Salinas y morfina. En nuestro paradigma, elegimos a intervalos de al menos 10 horas para evitar el efecto de abstinencia en el período de acondicionamiento salina. La dosis de morfina es también un factor importante. Dosis muy bajas de morfina, como 0,01 mg/kg6, no indujo la preferencia de lugar. Una dosis de 10 mg/kg induce mayor CPP puntuación17 en ratas y se utiliza comúnmente en rata morfina CPP estudios17,21,23. Sin embargo, la morfina de 10 mg/kg (i.p.) podría inducir depresión respiratoria en alrededor del 5% de las ratas. Dosis bajas de morfina, por ejemplo 5 mg/kg, podrían usarse en futuros estudios. Para otras especies como la musaraña de árbol, tolerancia a las drogas debe considerarse al construir el paradigma de la CPP. Puesto que la musaraña de árbol desarrolla rápida tolerancia a la morfina, dosis crecientes de morfina deben utilizarse durante el acondicionamiento fase29,30.
Con el protocolo modificado, una memoria a largo plazo de la recompensa se establece durante al menos 18 días después de 6 días de acondicionamiento11 (figura 2). Estudios futuros deben evaluar CPP podría mantenerse por más tiempo. Repetida la recaída es la mayor barrera en el tratamiento de adicción a las drogas. Tensión, señales ambientales y drogas podrían inducir recaídas. Después de la extinción de la memoria CPP, este modelo podría utilizar para modelar la recaída inducida por estrés o por medicamentos.
Las entradas de las cámaras de drogas emparejado en el grupo de morfina aumentaron en el período de abstinencia11 (figura 3), que es similar con las respuestas más activadas en el paradigma de autoadministración. Sin embargo, las entradas a la cámara salina emparejado también aumentaron con el paradigma CPP en ratas y musarañas de árbol11, que es diferente de las respuestas inactivadas del paradigma de autoadministración. Esta diferencia podría debido a los diferentes principios de los dos paradigmas: uno es el condicionamiento clásico, la otra es a condicionamiento operante. Además, las musarañas de árbol con comida que experiencias de CPP no mostraron tal patrón de entradas mayor30. Por lo tanto, las entradas mayor a ambas cámaras laterales en animales morfina experimentaron se piensan para representar deseo incubado de drogas. Aunque la limitación del uso de medidas repetidas en un tema no puede ser excluida, el patrón de entradas mayor fue conservado en11de las ratas, las musarañas de árbol11,30 y monos31. Sin embargo, una entre el diseño del tema durante la abstinencia período recomienda para que futuros estudios excluir el efecto de extinción de medidas repetidas.
Aparte de las entradas mayores puntuaciones CPP con dosis bajas de morfina (1 mg/kg y 3 mg/kg) aumentaron progresivamente durante el período de abstinencia17. Estos resultados sugieren que el paradigma CPP también podría modelo la incubación de fenómeno de craving. Sin embargo, un puntaje mayor de CPP también podría representar un aumento de memoria para el estímulo condicionado. En este aspecto, las entradas a las salas de lado en un aparato de tres cámaras, que son similares a las respuestas activas en el paradigma de autoadministración, asemejan más a la búsqueda de drogas o el efecto gratificante de fármacos. Sería interesante comprobar las tendencias de las entradas a cámaras laterales durante el período de abstinencia en paradigmas CPP de rata de dosis bajas de morfina. Futuros estudios con otros fármacos y ratones se deben hacer para verificar si este fenómeno se conserva a través de las drogas de abuso y las especies.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue apoyado por nacional Ciencias naturales Fundación de China (NSFC) 31741058 (Y.Z.,) subvenciones gubernamentales de Shenzhen (JCYJ20170818162613877 y JCYJ20170818163217196) y China Postdoctoral Science Foundation concesión 2017 M 622826 (K.Z.).
Materials
| Morphine | Shenyang First Pharmaceutical Factory | ||
| CPP apparatus/Camera | Anlai Technology Company | ||
| SPSS | IBM Inc |
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