EthoVision XT及DanioVision聯(lián)合探究大麻酚對斑馬魚毒性及行為影響
大麻的使用和濫用
大麻（Cannabis sativa）葉子有精神活性作用，因而成為人類歷史上濫用最嚴(yán)重的藥物之一。大麻的各種產(chǎn)品和提取物因其對一系列綜合征的有益或有效的治療作用而引起了人們的極大興趣，包括Dravet綜合征、癲癇、焦慮、精神分裂癥、慢性疼痛，甚至癌癥，以及娛樂目的。在大多數(shù)國家，大麻的醫(yī)療和娛樂用途是非法的，但如今大麻的世界市場規(guī)模已達到 300 億美元，非法販運的利潤甚至更高。
大麻葉含有多種化合物或大麻素，可產(chǎn)生人們使用它的效果。您可能聽說過THC（四氫大麻酚），它是引起“興奮”感覺的主要精神活性物質(zhì)。另一種眾所周知的大麻素是CBD（大麻二酚），它不具有精神活性作用，而是用于健康益處，例如緩解疼痛、治療焦慮和抑郁、幫助治療痤瘡等。
大麻酚
大麻酚（CBN）是一種不太為人所知的化合物。它實際上是THC的降解產(chǎn)物，其在大麻葉中的濃度會隨著植物的老化而增加。其形成也受到儲存條件的強烈影響。人們對大麻植物的關(guān)注度越來越高，研究CBN對生物體的影響對于解決潛在的健康問題非常重要，因此應(yīng)該對CBN和其他相關(guān)降解產(chǎn)物進行更多研究。
Ioannina大學(xué)的研究
人類有兩種大麻素受體，CB1和CB2，它們參與大腦中的各種調(diào)節(jié)機制。CB1受體在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中起著關(guān)鍵作用，也存在于斑馬魚中，使其成為研究CBN對多種健康方面影響的合適模型。
在Ioannina大學(xué)的動物學(xué)和分析化學(xué)實驗室，對CBN的毒性、對心臟生理學(xué)的影響、形態(tài)畸形、行為變化和斑馬魚幼魚代謝途徑的改變進行了研究。
對斑馬魚行為學(xué)部分的研究，Chousidis和他的同事使用了諾達思的動物運動軌跡跟蹤系統(tǒng)(EthoVision XT)和斑馬魚行為軌跡跟蹤系統(tǒng)(DanioVision)研究了斑馬魚幼魚的行為變化。使用Ethovision XT在6 dpf時評估基礎(chǔ)運動活動和視覺運動反應(yīng)。將每種濃度的幼魚和對照幼魚轉(zhuǎn)移到隔離的行為篩選室。幼魚在黑暗環(huán)境中保持1小時，然后進行視頻跟蹤。之后將它們放入24孔板中，每個孔中放置一只幼魚。將板轉(zhuǎn)移到DanioVision中，該系統(tǒng)配有溫度控制裝置。視頻跟蹤周期設(shè)置如下：10 分鐘黑暗、10分鐘光照和10分鐘黑暗。跟蹤是為了分析對外部刺激（例如光）的反應(yīng)，并模擬正常條件下的明暗循環(huán)。使用紅外攝像機記錄每只幼魚的追蹤位置。
研究結(jié)果
在這項研究中，暴露于 CBN 的斑馬魚胚胎的心跳以劑量依賴性方式減少。心率的變化可能是由于隱藏的病理狀況而發(fā)生的。因此，將斑馬魚胚胎暴露于CBN可能會影響心臟的形態(tài)和功能，導(dǎo)致心跳減慢。另外，斑馬魚幼魚的畸形率以劑量依賴性方式顯著增加，暴露于濃度大于 0.75 mg/l 的CBN時，會引起心包水腫、卵黃囊異常和尾部彎曲等異常。濃度高于此閾值會導(dǎo)致心臟變長、變短，心室與心房分離。
大麻（Cannabis sativa）葉子有精神活性作用，因而成為人類歷史上濫用最嚴(yán)重的藥物之一。大麻的各種產(chǎn)品和提取物因其對一系列綜合征的有益或有效的治療作用而引起了人們的極大興趣，包括Dravet綜合征、癲癇、焦慮、精神分裂癥、慢性疼痛，甚至癌癥，以及娛樂目的。在大多數(shù)國家，大麻的醫(yī)療和娛樂用途是非法的，但如今大麻的世界市場規(guī)模已達到 300 億美元，非法販運的利潤甚至更高。
大麻葉含有多種化合物或大麻素，可產(chǎn)生人們使用它的效果。您可能聽說過THC（四氫大麻酚），它是引起“興奮”感覺的主要精神活性物質(zhì)。另一種眾所周知的大麻素是CBD（大麻二酚），它不具有精神活性作用，而是用于健康益處，例如緩解疼痛、治療焦慮和抑郁、幫助治療痤瘡等。
大麻酚
大麻酚（CBN）是一種不太為人所知的化合物。它實際上是THC的降解產(chǎn)物，其在大麻葉中的濃度會隨著植物的老化而增加。其形成也受到儲存條件的強烈影響。人們對大麻植物的關(guān)注度越來越高，研究CBN對生物體的影響對于解決潛在的健康問題非常重要，因此應(yīng)該對CBN和其他相關(guān)降解產(chǎn)物進行更多研究。
Ioannina大學(xué)的研究
人類有兩種大麻素受體，CB1和CB2，它們參與大腦中的各種調(diào)節(jié)機制。CB1受體在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中起著關(guān)鍵作用，也存在于斑馬魚中，使其成為研究CBN對多種健康方面影響的合適模型。
在Ioannina大學(xué)的動物學(xué)和分析化學(xué)實驗室，對CBN的毒性、對心臟生理學(xué)的影響、形態(tài)畸形、行為變化和斑馬魚幼魚代謝途徑的改變進行了研究。
對斑馬魚行為學(xué)部分的研究，Chousidis和他的同事使用了諾達思的動物運動軌跡跟蹤系統(tǒng)(EthoVision XT)和斑馬魚行為軌跡跟蹤系統(tǒng)(DanioVision)研究了斑馬魚幼魚的行為變化。使用Ethovision XT在6 dpf時評估基礎(chǔ)運動活動和視覺運動反應(yīng)。將每種濃度的幼魚和對照幼魚轉(zhuǎn)移到隔離的行為篩選室。幼魚在黑暗環(huán)境中保持1小時，然后進行視頻跟蹤。之后將它們放入24孔板中，每個孔中放置一只幼魚。將板轉(zhuǎn)移到DanioVision中，該系統(tǒng)配有溫度控制裝置。視頻跟蹤周期設(shè)置如下：10 分鐘黑暗、10分鐘光照和10分鐘黑暗。跟蹤是為了分析對外部刺激（例如光）的反應(yīng)，并模擬正常條件下的明暗循環(huán)。使用紅外攝像機記錄每只幼魚的追蹤位置。
研究結(jié)果
在這項研究中，暴露于 CBN 的斑馬魚胚胎的心跳以劑量依賴性方式減少。心率的變化可能是由于隱藏的病理狀況而發(fā)生的。因此，將斑馬魚胚胎暴露于CBN可能會影響心臟的形態(tài)和功能，導(dǎo)致心跳減慢。另外，斑馬魚幼魚的畸形率以劑量依賴性方式顯著增加，暴露于濃度大于 0.75 mg/l 的CBN時，會引起心包水腫、卵黃囊異常和尾部彎曲等異常。濃度高于此閾值會導(dǎo)致心臟變長、變短，心室與心房分離。
暴露于大麻酚的斑馬魚胚胎的形態(tài)畸形。(A-B)對照幼魚；(C-D)暴露于0.25 mg/l的幼魚，無畸形或畸形非常輕微；(E-F)暴露于0.75 mg/l的幼魚，有指示性心包水腫；(G-H) 暴露于1 mg/l的幼魚，有指示性心包水腫和尾巴彎曲；(I-J)暴露于1.2 mg/l的幼魚，有指示性心包水腫、卵黃囊水腫和尾巴彎曲。箭頭表示畸形。
在行為學(xué)研究方面，黑暗條件下的幼魚移動距離更長（圖3a），且與光照條件下的幼魚相比速度更快（圖3b）。然而，隨著CBN濃度的增加，覆蓋的距離顯著減少（圖3c）。在黑暗條件下，覆蓋的距離比在光照條件下大得多。同樣，在黑暗條件下速度隨著 CBN 濃度的增加而增加，在光照條件下降低（圖3d）。
圖1
在暴露于1.0 mg/l CBN 的斑馬魚的代謝組中檢測到了L-谷氨酸，表明CBN可能調(diào)節(jié)大腦發(fā)育變化。在暴露于CBN的胚胎中觀察到的谷氨酰胺-谷氨酸代謝的變化表明神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)不平衡，這可能導(dǎo)致神經(jīng)毒性或神經(jīng)元功能障礙。
總結(jié)
結(jié)果表明，CBN 既是一種興奮劑，又是一種鎮(zhèn)靜劑，幼魚分別表現(xiàn)出速度改變和心動過緩。代謝組學(xué)分析顯示氨基酸發(fā)生了改變，這表示全身代謝和神經(jīng)病理生理的變化�？傊�，數(shù)據(jù)表明，隨著CBN暴露濃度的增加，毒性作用增強，在研究大麻對生物體的影響時應(yīng)考慮到這一點。
參考文獻
- 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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