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斑马鱼暴露于大麻酚研究

作者:诺达思(北京)信息技术有限责任公司 2025-02-28T00:00 (访问量:834)

大麻的使用和滥用

大麻(Cannabis sativa)叶子有精神活性作用,因而成为人类历史上滥用最严重的药物之一。大麻的各种产品和提取物因其对一系列综合征的有益或有效的治疗作用而引起了人们的极大兴趣,包括Dravet综合征、癫痫、焦虑、精神分裂症、慢性疼痛,甚至癌症,以及娱乐目的。在大多数国家,大麻的医疗和娱乐用途是非法的,但如今大麻的世界市场规模已达到 300 亿美元,非法贩运的利润甚至更高。

 

大麻叶含有多种化合物或大麻素,可产生人们使用它的效果。您可能听说过THC(四氢大麻酚),它是引起“兴奋”感觉的主要精神活性物质。另一种众所周知的大麻素是CBD(大麻二酚),它不具有精神活性作用,而是用于健康益处,例如缓解疼痛、治疗焦虑和抑郁、帮助治疗痤疮等。

 

大麻酚

大麻酚(CBN)是一种不太为人所知的化合物。它实际上是THC的降解产物,其在大麻叶中的浓度会随着植物的老化而增加。其形成也受到储存条件的强烈影响。人们对大麻植物的关注度越来越高,研究CBN对生物体的影响对于解决潜在的健康问题非常重要,因此应该对CBN和其他相关降解产物进行更多研究。

 

Ioannina大学的研究

人类有两种大麻素受体,CB1和CB2,它们参与大脑中的各种调节机制。CB1受体在中枢神经系统中起着关键作用,也存在于斑马鱼中,使其成为研究CBN对多种健康方面影响的合适模型。

在Ioannina大学的动物学和分析化学实验室,对CBN的毒性、对心脏生理学的影响、形态畸形、行为变化和斑马鱼幼鱼代谢途径的改变进行了研究。

对斑马鱼行为学部分的研究,Chousidis和他的同事使用了诺达思的动物运动轨迹跟踪系统(EthoVision XT)斑马鱼行为轨迹跟踪系统(DanioVision)研究了斑马鱼幼鱼的行为变化。使用Ethovision XT在6 dpf时评估基础运动活动和视觉运动反应。将每种浓度的幼鱼和对照幼鱼转移到隔离的行为筛选室。幼鱼在黑暗环境中保持1小时,然后进行视频跟踪。之后将它们放入24孔板中,每个孔中放置一只幼鱼。将板转移到DanioVision中,该系统配有温度控制装置。视频跟踪周期设置如下:10 分钟黑暗、10分钟光照和10分钟黑暗。跟踪是为了分析对外部刺激(例如光)的反应,并模拟正常条件下的明暗循环。使用红外摄像机记录每只幼鱼的追踪位置。

 

研究结果

在这项研究中,暴露于 CBN 的斑马鱼胚胎的心跳以剂量依赖性方式减少。心率的变化可能是由于隐藏的病理状况而发生的。因此,将斑马鱼胚胎暴露于CBN可能会影响心脏的形态和功能,导致心跳减慢。另外,斑马鱼幼鱼的畸形率以剂量依赖性方式显著增加,暴露于浓度大于 0.75 mg/l 的CBN时,会引起心包水肿、卵黄囊异常和尾部弯曲等异常。浓度高于此阈值会导致心脏变长、变短,心室与心房分离。

暴露于大麻酚的斑马鱼胚胎的形态畸形。(A-B)对照幼鱼;(C-D)暴露于0.25 mg/l的幼鱼,无畸形或畸形非常轻微;(E-F)暴露于0.75 mg/l的幼鱼,有指示性心包水肿;(G-H) 暴露于1 mg/l的幼鱼,有指示性心包水肿和尾巴弯曲;(I-J)暴露于1.2 mg/l的幼鱼,有指示性心包水肿、卵黄囊水肿和尾巴弯曲。箭头表示畸形。
 

在行为学研究方面,黑暗条件下的幼鱼移动距离更长(图3a),且与光照条件下的幼鱼相比速度更快(图3b)。然而,随着CBN浓度的增加,覆盖的距离显著减少(图3c)。在黑暗条件下,覆盖的距离比在光照条件下大得多。同样,在黑暗条件下速度随着 CBN 浓度的增加而增加,在光照条件下降低(图3d)。

图1

在暴露于1.0 mg/l CBN 的斑马鱼的代谢组中检测到了L-谷氨酸,表明CBN可能调节大脑发育变化。在暴露于CBN的胚胎中观察到的谷氨酰胺-谷氨酸代谢的变化表明神经递质系统不平衡,这可能导致神经毒性或神经元功能障碍。

 

总结

结果表明,CBN 既是一种兴奋剂,又是一种镇静剂,幼鱼分别表现出速度改变和心动过缓。代谢组学分析显示氨基酸发生了改变,这表示全身代谢和神经病理生理的变化。总之,数据表明,随着CBN暴露浓度的增加,毒性作用增强,在研究大麻对生物体的影响时应考虑到这一点。

 

参考文献

  • Chousidis, I.; Chatzimitakos, T.; Leonardos, D.; Filiou, M.D.; Stalikas, C.D.; Leonardos, I.D. (2020) Cannabinol in the spotlight: Toxicometabolomic study and behavioral analysis of zebrafish embryos exposed to the unknown cannabinoid. Chemosphere, 252, 126417.
  • Fu, J.; Gong, Z.; Kelly, B.C. (2018) Metabolomic profiling of zebrafish (Danio rerio) embryos exposed to the antibacterial agent triclosan. Environmental Toxicology and Chemistry, 38(1), 240-249.

 

 

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