产前大麻暴露的创新方法：草原田鼠和大鼠的蒸气吸入室与代谢物定量

《Developmental Psychobiology》：Innovative Methods for Prenatal Cannabis Exposure: Vapor Inhalation Chamber and Metabolite Quantification in Prairie Voles and Rats

　　

大麻使用的日益普遍，包括在孕妇中，突显了更深入理解产前大麻暴露的迫切需要。本研究旨在开发一种标准化的跨物种吸入暴露方案，以向草原田鼠（Microtus ochrogaster）和实验室大鼠（Rattus norvegicus）施用大麻的主要精神活性成分Δ9-四氢大麻酚（THC），并研究产前暴露后THC在母体和胎儿组织中的分布。研究人员使用已建立的电子烟系统递送汽化THC，向怀孕的草原田鼠和大鼠施用THC。通过液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）测量母体血浆和胎儿脑组织中的THC浓度。研究人员发现，THC在两种物种中均容易穿过胎盘屏障，导致THC暴露组胎儿脑中的THC浓度显著高于载体对照组。种间比较显示，大鼠胎儿脑组织中的THC浓度高于草原田鼠。两种物种均未发现胎儿位置对THC水平有显著影响。研究结果证实了THC的胎盘转移，并揭示了THC分布的物种特异性模式。随后在田鼠中进行了额外研究，以比较母体和未孕成年草原田鼠的血浆和脑THC水平。在草原田鼠中，母体脑THC浓度显著高于胎儿脑浓度。本研究建立了一个转化模型，用于使用气溶胶给药方法在田鼠中研究产前大麻暴露，并与大鼠中已建立的方法进行比较。标准化方案和结果为未来研究产前大麻暴露的发育后果奠定了基础，并为应对全球大麻使用增加而制定公共卫生政策和临床实践提供了重要见解。

近年来，大麻使用在全球范围内显著增加，特别是在孕妇群体中，产前大麻暴露对胎儿发育的潜在影响成为亟待解决的科学问题。现有研究多采用注射方式给药，难以模拟人类以吸入为主的消费模式，且缺乏跨物种的标准化暴露方案。为此，研究人员开展了一项系统研究，旨在开发并验证一种适用于草原田鼠（Microtus ochrogaster）和大鼠（Rattus norvegicus）的气溶胶化吸入暴露方法，以评估Δ⁹-四氢大麻酚（THC）在母体与胎儿组织中的分布规律。该研究发表于《Developmental Psychobiology》，通过建立跨物种转化模型，为深入探究产前大麻暴露的发育后果及公共卫生政策制定提供了关键实验依据。

为开展研究，研究人员采用了以下关键技术方法：使用La Jolla Alcohol Research, Inc.的T1桌面E-Vape系统，配备两种尺寸暴露室（分别适配田鼠和大鼠），通过精确调控气流和压力实现THC蒸气均匀递送；THC（浓度100 mg/mL，溶于丙二醇）源自美国国家药物滥用研究所（NIDA）药物供应项目；暴露周期为胚胎第15至17天（E15-17），每天15分钟，共8次 puff；组织采集后，采用液相色谱-串联质谱法（LC-MS/MS）定量母体血浆、胎儿脑组织及母体脑组织中的THC及其代谢物11-OH-THC和11-NOR-9-COOH-THC（THC-COOH）。实验动物来源：草原田鼠源自伊利诺伊州野外捕获种群，在加州大学戴维斯分校维持繁殖；Sprague-Dawley大鼠购自查尔斯河实验室（Charles River Laboratories）。

研究结果如下：

**3.1 物理和行为观察**：暴露期间，所有动物初入新环境时活动增加，但THC暴露组在首次 puff 后约2分钟出现活动显著减少、姿势蜷缩和眼睑闭合，而对照组持续活跃。

**3.2 草原田鼠**
- **3.2.1 草原田鼠怀孕母鼠血浆**：THC暴露组母鼠血浆THC浓度（平均30.65 ng/mL）显著高于载体对照组，且代谢物11-OH-THC和THC-COOH浓度均显著低于THC。
- **3.2.2 草原田鼠胎儿脑**：THC暴露组胎儿脑THC浓度（平均约7.6 ng/g）显著高于对照组，约为母体血浆浓度的25%；代谢物11-OH-THC在暴露组中显著高于对照组，而THC-COOH未检出；胎儿性别、子宫位置和侧别对THC浓度无显著影响。

**3.3 大鼠**
- **3.3.1 大鼠怀孕母鼠血浆**：THC暴露组母鼠血浆THC浓度（平均88.78 ng/mL）显著高于对照组，代谢物11-OH-THC和THC-COOH均显著低于THC。
- **3.3.2 大鼠胎儿脑**：THC暴露组胎儿脑THC浓度（平均约13.33 ng/g）显著高于对照组，约为母体血浆浓度的15%；代谢物11-OH-THC和THC-COOH均显著低于THC，且THC-COOH显著低于11-OH-THC；子宫位置和侧别无显著影响。
- **3.3.3 种间比较**：大鼠母鼠血浆THC、11-OH-THC和THC-COOH浓度均显著高于草原田鼠母鼠；大鼠胎儿脑THC、11-OH-THC和THC-COOH浓度也均显著高于草原田鼠胎儿。

**3.4 额外草原田鼠结果**
- **3.4.1 草原田鼠怀孕母鼠脑与胎儿脑比较**：母鼠脑THC浓度（平均约32.2 ng/g）显著高于胎儿脑（约7.6 ng/g），且代谢物11-OH-THC和THC-COOH在母鼠脑中均显著更高。
- **3.4.2 草原田鼠成年脑与血浆**：暴露组母鼠与未孕雌性田鼠脑THC浓度无显著差异，但母鼠血浆THC浓度显著低于未孕雌性；暴露组母鼠和未孕雌性脑中THC均显著高于其代谢物。
- **3.4.3 草原田鼠未孕雌性血浆代谢物**：未孕雌性血浆中11-OH-THC和THC-COOH浓度均显著低于THC，且两者之间无显著差异。
- **3.4.4 草原田鼠成年脑与血浆相关性**：母鼠和未孕雌性血浆与脑THC浓度均呈正相关，但未达到统计学显著水平。
- **3.4.5 草原田鼠胎儿性别**：雄性胎儿与雌性胎儿脑THC浓度无显著差异，且11-OH-THC也无性别差异，THC-COOH均未检出。

讨论部分总结了以下关键发现：THC通过气溶胶吸入可有效进入母体循环并穿越胎盘屏障，在胎儿脑中产生显著但低于母体的浓度，证实了胎盘对THC的有限传递。代谢物分析表明胎儿自身具备THC代谢能力，且THC-COOH在胎儿脑中几乎不可检测。种间差异可能源于暴露室体积、气流速率、体型、脂肪含量及潮气量等异速缩放因素。胎儿位置对THC暴露无显著影响，提示同一胎内暴露均匀性。暴露窗口（E15-17）对应人类妊娠早期后半段，此时内源性大麻素系统已存在且下丘脑神经元开始形成网络，是研究产前THC干扰发育的关键时间点。研究结论翻译如下：本研究表明，通过气溶胶化给药方式进行的产前THC暴露，使草原田鼠和大鼠胎儿脑中THC浓度显著升高，但水平低于母体组织；标准化的气溶胶化给药方案为未来研究产前大麻暴露的后果提供了可靠方法。