Развитие плода
Изучение животных
Участие ECS
У эмбрионов рыбок данио хроническое или острое воздействие CB1 агонист) АСЕА приводила к морфологическим симптомам нарушения фетального алкогольного спектра (FASD), сходному с хроническим высоким воздействием алкоголя. Этот эффект был спасен CB1 антагонист SR141716A. Двойное торможение эндоканнабиноид разлагающие ферменты FAAH и MAGL (JZL195) вместе с подпороговым спиртом вызывали сходные эффекты. Наконец, хотя ни АСЕА, ни алкоголь в отдельности не влияли на поведение, в сочетании они увеличивали рискованное поведение (Boa-Amponsem et al., 2019). Эти результаты предполагают, что эндоканнабиноиды участвуют в нормальном развитии плода, алкоголь может вызвать FASD через CB1 и сочетание употребления каннабиса и алкоголя во время беременности может увеличить риск ФАСН.
У эмбрионов рыбок данио было обнаружено, что CB2 регулирует развитие эмбриональных гемопоэтических стволовых клеток с помощью CB2 активация, стимулирующая пролиферацию стволовых клеток и CB2 ингибирование, блокирующее пролиферацию стволовых клеток (Esain et al., 2015).
У куриных эмбрионов синтетический каннабиноидов HU-210 снизил жизнеспособность на 100% при 10 мкМ и CBD снижение жизнеспособности на 80% при 50 мкМ (Gustafsson and Jacobsson, 2019). Хотя это наводит на мысль каннабиноиды Имейте в виду эмбриотоксичность, обратите внимание, что цыплята генетически весьма отличаются от людей, и дозы, используемые здесь, очень высоки для человеческих стандартов.
Культивируемые куриные эмбриональные глиальные клетки-предшественники сетчатки экспрессируют CB1 и CB2 и их стимуляция синтетическим каннабиноидов WIN55,212-2 (0.5-5.0 мкМ) уменьшал пролиферацию предшественников, увеличивал образование митохондриального оксидного радикала и примировал клетки для передачи сигналов кальция. Подобные результаты были получены после лечения MAGL и FAAH, что свидетельствует о роли ECS в развитии сетчатки и дифференцировке клеток (Freitas et al., 2019).
Мыши, дефицитные по CB1 и / или CB2 имеют более длинные кости бедра, чем мыши дикого типа. Также, THC замедляет рост скелета у дикого типа и CB2 несовершенный, но не CB1 дефицитных мышей, что приводит к снижению массы тела (Wasserman et al., 2015). Результаты подразумевают CB1 в физиологии костей и эмбрионального роста и может объяснить тенденцию к снижению веса при рождении у матерей, которые употребляют каннабис во время беременности.
У мышей, CB1 передача сигналов осуществляется в подкорковых пролиферативных зонах с эмбрионального 12-го дня в конечном мозге и контролирует пролиферацию пирамидальных клеток-предшественников и радиальную миграцию незрелых пирамидальных клеток. Когда формирование слоя выполнено, развивающиеся пирамидальные клетки полагаются на CB1 передача сигналов для инициирования удлинения и образования пучков их дальнодействующих аксонов (Mulder et al., 2008).
У мышей, CB1 обогащается в конусах роста аксонов кортикальных GABAergic интернейронов во время поздней беременности. эндоканнабиноиды вызвать CB1 интернализация и элиминация из филоподий и индукция хеморепульсии и коллапса конусов роста аксонов этих GABAergic интернейронов путем активации RhoA (Berghuis et al., 2007), что предполагает регуляторную роль для CB1 в нахождении аксонов и синаптогенезе.
У потомства павианов, подвергшихся материнскому сокращению питательных веществ, у плодов мужского, а не женского пола наблюдалось снижение CB1 экспрессия в височной коре (Gandhi et al., 2019), предполагающая, что ECS плода чувствительна к изменениям окружающей среды.
В зародышах мышей и островках поджелудочной железы человека α-клетки продуцируют 2-AG, который стимулирует рекрутирование β-клеток CB1 активация. AEA влияет как на определение размера островков по пролиферации клеток, так и по сортировке α / β клеток путем дифференциальной активации TRPV1 и CB1. TRPV1 дефицит увеличивает размер островков, тогда как дефицит CB1R увеличивает клеточную гетерогенность и способствует выработке инсулина по сравнению с высвобождением глюкагона. Пищевое обогащение ω-3 жирными кислотами во время беременности и кормления грудью у мышей, которое постоянно снижает эндоканнабиноид уровни у потомства, фенокопии CB1 недостаточная микроструктура островков и улучшает скоординированную секрецию гормонов (Malenczyk et al., 2015).

Завод каннабиноиды
У рыбок данио эффект THC (0.3, 0.6, 1.25, 2.5, 5 мг / л (1, 2, 4, 8, 16 мкМ)) и CBD (0.07, 0.1, 0.3, 0.6, 1.25 мг / л (0.25, 0.5, 1, 2, 4 мкМ) при беременности следовали от бластулы до личиночной стадии. Несмотря на сходство в THC и CBD дисморфологии, то есть отеки, искривленная ось, деформации глаз / морды / челюсти / туловища / плавников, вздутие плавательного пузыря и поведенческие аномалии, LC50 для CBD (0.53 мг / л) был почти в семь раз ниже, чем THC (3.65 мг / л). Также CBD был более биоконцентрирован по сравнению с THC несмотря на выше THC концентрации воды (Carty et al., 2017). Это говорит о том, что хронический каннабиноидов Воздействие во время беременности может привести к постоянным отклонениям в развитии, но, пожалуйста, обратите внимание, что рыбка данио генетически весьма отличается от человека, и дозы, используемые здесь, очень высоки для человеческих стандартов.
Эмбрионы рыбок данио подвергаются воздействию THC (6 мг / л) во время фазы гаструлы обнаруживают небольшие изменения в нейрональной и мышечной морфологии, которые могут влиять на поведение и локомоцию (Amin et al., 2020).
Еще один эксперимент с рыбками данио обнаружил, что инкубация в 20-300 мкг / л CBD слегка задержка вылупления и временное увеличение эмбриональной двигательной активности, но не вызывающее тератогенности или нейротоксичности (Valim Brigante et al., 2018).
Эмбрионы данио рерио подвергаются воздействию различных концентраций CBD (0.02, 0.1, 0.5 мкМ) во время развития личинок и оценивали старение как у F0 (экспонированное поколение), так и у их потомства F1 через 30 месяцев. F0 воздействие CBD значительно увеличилась выживаемость (~ 20%) и уменьшился размер (влажный вес и длина) самок рыб. Хотя выживаемость увеличивалась, связанная с возрастом потеря двигательной функции не изменялась, а влияние на плодовитость варьировалось в зависимости от пола и дозы. Лечение 0.5 мкМ CBD значительно снижается концентрация сперматозоидов у мужчин, но 0.1 мкМ увеличивает яйценоскость у самок. Подобно другим модельным системам, у контрольных состарившихся рыбок данио обнаружен повышенный кифоз, а также повышенные маркеры экспрессии старения и воспаления (p16ink4ab, tnfα, il1b, il6 и PPAR & gammaв печень. Контакт с CBD значительно снижал экспрессию некоторых из этих генов дозозависимым образом по сравнению с контрольными по возрасту. Эффекты CBD по размеру, экспрессии генов и репродукции не воспроизводились в поколении F1, предполагая, что влияние на старение не было перекрестным поколением (Pandelides et al., 2020a).
В другом эксперименте одной и той же группе рыбок данио подвергали воздействию различных концентраций THC (0.08, 0.4, 2 мкМ) во время эмбрионально-личиночного развития и влияние на старение было измерено через 30 месяцев и у потомства подвергшейся воздействию рыбы (поколение F1). Выдержка до 0.08 мкМ THC привело к увеличению выживаемости мужчин в возрасте 30 месяцев. Как концентрация THC увеличился, этот защитный эффект был потерян. Лечение с самой низкой концентрацией THC также значительно увеличил производство яиц, в то время как более высокие концентрации привели к ухудшению плодовитости. Лечение с самой низкой дозой THC значительно сниженный вес во влажном состоянии, заболеваемость кифозом, а также экспрессия нескольких маркеров старения и воспаления (p16ink4ab, tnfα, il-1β, il-6, PPAR, и PPAR & gamma) в печени, но не в более высоких дозах, указывающих на двухфазный или гормональный эффект. Контакт с THC не влияет на возрастное снижение двигательного поведения. В поколении F1 многие из этих изменений не наблюдались. Тем не менее, снижение плодовитости из-за THC воздействие было хуже в поколении F1, потому что потомство, родители которого получили высокую дозу THC были полностью неспособны размножаться (Pandelides et al., 2020b). Интересно, что та же группа наблюдала некоторые трансгенерационные эффекты CBD и THC такие как экспрессия dazl и фотомоторная активность (Carty et al., 2018), что указывает на то, что использованная доза каннабиноидов и выбор параметра определяет, имеет ли эмбриональное воздействие положительные или отрицательные последствия и являются ли эти эффекты трансгенерационными.
В другом эксперименте с рыбками данио, каннабиноиды как THC, CBDHU-210 или CP-55,940 вызывали подобные алкоголю эффекты на черепно-лицевое и мозговое развитие, фенокопируя мутации Shh. Совместное воздействие даже низких доз алкоголя с THCHU-210 или CP 55,940 вызывали большую частоту врожденных дефектов, особенно глаз, чем одна из этих процедур. В соответствии с гипотезой, что эти дефекты вызваны дефицитом Shh, каннабиноиды уменьшена передача сигналов Shh через CB1 (Fish et al., 2019).
Эмбрионы рыбок данио, подвергшиеся воздействию ∆9-THC (2-10 мг / л) или CBD (1-4 мг / л) в течение короткого, но критического 5-часового периода гаструляции отмечались изменения частоты сердечных сокращений, морфологии двигательных нейронов, синаптической активности в NMJ и двигательных реакций на звук (Ahmed et al., 2018).
Инъекция THC (3 мг / кг внутрибрюшинно) у беременных мышей (эмбриональный день 12-16) вмешивался в генерацию нейронов субцеребральной проекции, тем самым изменяя кортикоспинальную связность, и вызывал длительные изменения тонкой двигательной активности взрослого потомства. Последствия THC воздействия напоминали те, которые были вызваны CB1 генетическая абляция рецептора и CB1все мыши были устойчивы к THC-индуцированные изменения. эмбриональный THC также повышенная восприимчивость к припадкам у потомства, что указывает на важную роль CB1 в развитии плода (de Salas-Quiroga et al., 2015), хотя следует отметить, что используемая доза здесь очень высока для человеческих стандартов.

Изучение человека
Завод каннабиноиды
В культивируемых церебральных органоидах человека из эмбриональных стволовых клеток человека, напоминающих развивающийся мозг плода, 1 мкМ THC (добавлено в питательную среду в течение 3 дней) привело к снижению созревания нейронов, снижению разрастания нейритов, снижению CB1 экспрессия и снижение спонтанного нейронного возбуждения (Ao et al., 2020). Хотя результаты свидетельствуют о вредном эффекте THC Что касается развития мозга, следует отметить, что экспериментальная система далека от реального развития человеческого мозга и 3-дневного непрерывного воздействия 1 мкМ. THC вряд ли будет достигнуто в развивающемся мозге плода.
В незрелых корковых нейронах, полученных из индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток, CB1, но не CB2R, GPR55 or TRPV1, выражается. 2AG и Δ9-THC отрицательно регулируется рост нейритов. Интересно, что острое воздействие обоих 2AG и Δ9-THC ингибировал фосфорилирование серин / треонин киназы внеклеточных сигнально-регулируемых протеинкиназ (ERK1 / 2), тогда как Δ9-THC также снижается фосфорилирование Akt (он же PKB). Более того, обратный агонист CB1R SR 141716A ослаблял снижение роста нейритов и фосфорилирование ERK1 / 2, вызванное 2AG и Δ9-THC, Результаты показывают, что нейроны, полученные из стволовых клеток человека, могут быть полезной системой для проверки действия растений. каннабиноиды на развитие человеческого мозга (Шум и др., 2020).

Литература:
Ахмед К.Т., Амин М.Р., Шах П. и Али Али Д.В. (2018). Развитие моторных нейронов у рыбок данио изменяется в результате краткого (5 часов) воздействия THC (∆9-тетрагидроканнабинол) или CBD (каннабидиол) во время гаструляции. Sci. Отчет 8, 10518.
Амин М.Р., Ахмед К.Т. и Али Д.В. (2020). Раннее воздействие THC Изменяет развитие М-клеток у эмбрионов рыбок данио. Биомедицина 8.
Ao, Z., Cai, H., Havert, DJ, Wu, Z., Gong, Z., Beggs, JM, Mackie, K. и Guo, F. (2020). Универсальная микрофлюидная сборка органоидов головного мозга человека для моделирования пренатального воздействия каннабиса. Анальный. Химреагент
Бергуис П., Райничек А.М., Морозов Ю.М., Росс Р.А., Малдер Дж., Урбан Г.М., Монори К., Марсикано Г., Маттеоли М., Канти А. и др. (2007). Аппаратное соединение мозга: эндоканнабиноиды Форма нейрональной связности. Science 316, 1212–1216.
Боа-Ампонсем О., Чжан С., Мухопадхьяй С., Ардрей И. и Коул Г.Дж. (2019). Этанол и каннабиноиды взаимодействовать, чтобы изменить поведение в модели расстройства спектра алкоголя плода данио. Врожденные дефекты Res.
Carty, DR, Thornton, C., Gledhill, J. and Willett, KL (2017). Эффекты развития каннабидиола и Δ9-тетрагидроканнабинола у рыбок данио. Toxicol. Sci. Выкл. J. Soc. Toxicol.
Carty, DR, Miller, ZS, Thornton, C., Pandelides, Z., Kutchma, ML и Willett, KL (2018). Последствия молодости поколений каннабиноидов экспозиция у рыбок данио. Toxicol. Appl. Pharmacol.
Эсейн В., Кван В., Кэрролл К.Дж., Кортес М., Лю С.Ю., Фрешетт Г.М., Шевард Л.М.В., Ниссим С., Гесслинг В. и Норт Т.Е. (2015). каннабиноидов Рецептор-2 регулирует развитие эмбриональных гемопоэтических стволовых клеток с помощью активности PGE2 и P-селектина. Стволовые клетки Dayt. Огайо.
Fish, EW, Murdaugh, LB, Zhang, C., Boschen, KE, Boa-Amponsem, O., Mendoza-Romero, HN, Tarpley, M., Chdid, L., Mukhopadhyay, S., Cole, GJ, et. и др. (2019). каннабиноиды Обострение алкогольного тератогенеза CB1-Жедж-взаимодействие Sci. Отчет 9, 16057.
Фрейтас Х.Р., Исаак А.Р., Сильва Т.М., Диниз Г.О.Ф., Дос Сантуш Дабдаб Й., Бокман Е.К., Гимарайнш, МЗП, да Коста Каласа К., де Мелло Ф.Г., Вентура А.Л.М. и др. (2019). каннабиноиды Индуцировать гибель клеток и стимулировать передачу сигналов рецептора P2X7 в глиальных предшественниках сетчатки в культуре. Mol. Neurobiol.
Ганди К., Монтойя-Урибе В., Мартинес С., Дэвид С., Джайн Б., Шим Г., Ли, С. Дженкинс С., Натаниэльс П. и Шлабриц Луцевич Н. (2019). Онтогенез и программирование височной коры плода эндоканнабиноид Система умеренного снижения питательных веществ у бабуинов (Papio spp.). Physiol. Отчет 7, с14024.
Gustafsson, SB, и Jacobsson, SOP (2019). Эффекты каннабиноиды на развитие куриных эмбрионов в яйцеклетке. Sci. Отчет 9, 13486.
Маленчик К., Кеймпема Э., Пискителли Ф., Кальвигиони Д., Бьёрклунд П., Маки К., Ди Марцо В., Хекфельт Т.Г., Добжин А. и Харкани Т. (2015). эмбриональный эндоканнабиноиды организует организацию микроархитектуры островков поджелудочной железы. Proc. Natl. Акад. Sci. Соединенные Штаты Америки
Малдер Дж., Агуадо Т., Кеймпема Э., Барабас К., Баллестер Росадо К.Дж., Нгуен Л., Монори К., Марсикано Г., Ди Марзо В., Херд Ю.Л., и другие. (2008). эндоканнабиноид сигнализация контролирует спецификацию пирамидальных клеток и паттерны аксонов на большие расстояния. Proc. Natl. Акад. Sci. США 105, 8760–8765.
Pandelides, Z., Thornton, C., Faruque, AS, Whitehead, AP, Willett, KL, и Ashpole, NM (2020a). Связанное с развитием воздействие каннабидиола (CBD) изменяет продолжительность жизни и здоровье рыбок данио (Danio rerio). GeroScience.
Pandelides, Z., Thornton, C., Lovitt, KG, Faruque, AS, Whitehead, AP, Willett, KL, и Ashpole, NM (2020b). Развивающее воздействие Δ9-тетрагидроканнабинола (THC) оказывает двухфазное влияние на продолжительность жизни, воспаление и размножение у пожилых рыбок данио (Danio rerio). GeroScience.
де Салас-Кирога А., Диас-Алонсо Дж., Гарсия-Ринкон Д., Реммерс Ф., Вега Д., Гомес-Каньяс М., Лутц Б., Гусман М. и Galve-Roperh, I. (2015). Пренатальное воздействие каннабиноиды вызывает длительные функциональные изменения путем нацеливания CB1 рецепторы на развивающихся корковых нейронов. Proc. Natl. Акад. Sci. Соединенные Штаты Америки
Шум, С., Дутан, Л., Аннуарио, Э., Уорр-Корниш, К., Тейлор, С. Э., Тейлор, Р. Д., Андреа, Л. К., Бакли, Нью-Джерси, Прайс, Дж., Бхаттачария, С. и др. , (2020). Δ9-тетрагидроканнабинол и 2-AG уменьшают разрастание нейритов и по-разному влияют на передачу сигналов ERK1 / 2 и Akt в корковых нейронах, происходящих из hiPSC. Mol. Cell. Neurosci. 103463.
Valim Brigante, TA, Abe, FR, Zuardi, AW, Hallak, JEC, Crippa, JAS и de Oliveira, DP (2018). Каннабидиол не вызывал тератогенность или нейротоксичность у эмбрионов рыбок данио. Химреагент Biol. Взаимодействовать. 291, 81–86.
Вассерман Е., Там, Дж., Мечулам Р., Циммер А., Маор Г. и Баб И. (2015). CB1 каннабиноидов рецепторы опосредуют ослабление роста эндохондрального скелета с помощью Δ9-тетрагидроканнабинола. Энн. NY Acad. Sci. 1335, 110–119.