大麻二酚(CBD)经刺猬信号通路(Shh)影响斑马鱼胚胎发育:孕期使用风险的新警示

【字体: 时间:2025年04月26日 来源:Scientific Reports 3.8

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  在大麻合法化趋势下,孕期使用含大麻二酚(CBD)产品的安全性存疑。研究人员以斑马鱼为模型,探究 CBD 对胚胎发育的影响及机制。结果显示,CBD 经 Shh 通路产生致畸作用,激活该通路可缓解。这为孕期大麻使用监管提供依据。

  近年来,大麻在多个国家和地区逐步实现合法化或非刑事化,这一变化使得公众对含大麻二酚(Cannabidiol,CBD)产品的接受度不断提高,甚至部分孕妇也开始使用此类产品来缓解孕期不适症状。然而,CBD 对胎儿发育的影响却犹如一团迷雾,亟待科研人员去揭开它的神秘面纱。目前,人们虽然知道 CBD 能够穿过胎盘,且已有研究表明其可能会改变胎儿发育,但 CBD 究竟如何干扰早期胚胎发育,相关机制却并不明晰。在此背景下,来自加拿大阿尔伯塔大学(University of Alberta)的研究人员开展了一项意义重大的研究,试图深入探究 CBD 对胚胎发育的影响机制,其研究成果发表在《Scientific Reports》上。
为了揭开这层神秘的面纱,研究人员巧妙地选择了斑马鱼作为实验对象。斑马鱼的胚胎发育过程与人类有一定相似性,且其胚胎透明,便于观察和研究。在研究中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先是原位杂交技术,该技术能够精准地定位特定基因在细胞或组织中的表达位置和水平,帮助研究人员了解在 CBD 作用下,斑马鱼胚胎中相关基因的表达变化情况;其次是逆转录定量聚合酶链反应(qPCR)分析,通过这一技术可以对特定基因的转录水平进行精确的定量分析,进一步验证原位杂交的结果;此外,研究人员还使用了共聚焦显微镜技术,对转基因斑马鱼中特定蛋白的表达进行直观观察和分析;最后,通过对斑马鱼幼鱼运动行为的监测,来评估 CBD 对其运动能力的影响。

研究结果令人深思。在 “CBD 对斑马鱼生存和孵化率的影响通过刺猬信号通路(Sonic hedgehog pathway,Shh)介导” 这一研究中,研究人员发现,在斑马鱼胚胎发育的原肠胚形成期(gastrulation)暴露于 CBD,会显著降低其生存和孵化率。但当同时给予 Shh 信号通路的合成激活剂嘌呤霉素(purmorphamine,PM)和 CBD 时,斑马鱼的生存和孵化率则明显提高。这表明,CBD 对斑马鱼生存和孵化率的不良影响可以通过激活 Shh 信号通路得到缓解。

在 “原肠胚形成期暴露于 CBD 可失调 Shh 通路中 ptch2 的早期转录表达” 的研究中,研究人员通过原位杂交和 qPCR 分析发现,暴露于 CBD 的斑马鱼胚胎中,ptch2(patched 2,Shh 通路中的关键受体,用于调节 Smo 的活性)的转录表达明显下调。而当同时给予 PM 和 CBD 时,ptch2 的表达模式能够恢复正常。这进一步说明了 CBD 会抑制 Shh 信号通路的活性,导致 ptch2 表达减少。

对活体胚胎的研究同样有重要发现。研究人员利用转基因斑马鱼 ptch2:Kaede 品系,通过共聚焦显微镜观察发现,暴露于 CBD 的胚胎中 ptch2 的表达显著降低。而同时给予 PM 和 CBD 时,ptch2 的表达虽有所增加,但未达到显著水平。这再次证明了 CBD 对 Shh 信号通路的抑制作用,以及 PM 在一定程度上对这种抑制作用的缓解效果。

在行为学研究方面,研究人员分析了斑马鱼幼鱼的自由游泳活动。结果显示,暴露于 CBD 的幼鱼在总游动距离、平均速度和每小时活动百分比等行为参数上,均显著低于对照组。而当同时给予 PM 和 CBD 时,部分运动参数得到了显著改善。这表明,CBD 对斑马鱼运动能力的影响至少部分是通过 Shh 信号通路介导的。

综合上述研究结果,研究人员得出结论:CBD 对斑马鱼的胚胎发育具有不利影响,这种影响主要是通过抑制 Shh 信号通路来实现的。激活 Shh 信号通路可以在一定程度上挽救 CBD 诱导的斑马鱼胚胎发育异常,包括提高孵化率、生存率和改善运动能力等。研究还发现,CBD 会降低 ptch2 的表达并使其表达模式紊乱,这进一步证实了 Shh 信号通路在 CBD 致畸过程中的关键作用。

该研究具有重要的意义。它首次明确揭示了 CBD 对斑马鱼胚胎发育的不良影响机制,为进一步理解 CBD 在胚胎发育过程中的作用提供了关键线索。这对于规范孕期大麻使用具有重要的指导价值,警示孕妇应谨慎使用含 CBD 的产品,以避免对胎儿发育造成潜在风险。同时,研究也为未来制定基于 CBD 的安全治疗指南提供了理论依据,推动了相关领域的科学发展。但研究也存在一定的局限性,例如,研究仅聚焦于斑马鱼这一动物模型,对于其他物种以及人类的适用性还需要进一步研究;此外,研究主要关注了 Shh 信号通路,CBD 对胚胎发育的影响可能还涉及其他未知的机制和通路,这些都有待后续研究去深入探索和揭示。

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