Vývoj plodu
Štúdie na zvieratách
Zapojenie ECS
U embryí zebrafish chronická alebo akútna expozícia (syntetická CB1 ACEA vyústil do morfologických symptómov poruchy fetálneho alkoholového spektra (FASD), podobné chronickej vysokej expozícii alkoholu. Tento účinok bol zachránený CB1 antagonista SR141716A. Duálna inhibícia endokanabinoidovej degradujúce enzýmy FAAH a MAGL (JZL195) spolu s podlimitným alkoholom vyvolali podobné účinky. Nakoniec, aj keď ani ACEA, ani samotný alkohol, neovplyvňovali správanie, v kombinácii zvýšili riziko podstupovania správania (Boa-Amponsem et al., 2019). Tieto výsledky naznačujú, že endokanabinoidy sú súčasťou normálneho vývoja plodu, alkohol môže indukovať FASD CB1 a kombinácia užívania kanabisu a alkoholu počas tehotenstva môže zvýšiť riziko FASD.
U embryí zebrafish sa zistilo, že CB2 reguluje vývoj embryonálnych hematopoetických kmeňových buniek pomocou CB2 - aktivácia stimulujúca proliferáciu kmeňových buniek a - CB2 inhibícia blokujúca proliferáciu kmeňových buniek (Esain et al., 2015).
V kuracích embryách je syntetický Cannabinoid HU-210 znížil životaschopnosť o 100% pri 10 M a CBD znížená životaschopnosť o 80% pri 50 uM (Gustafsson a Jacobsson, 2019). Aj keď to naznačuje kanabinoidy sú embryotoxické. Upozorňujeme, že kurčatá sa geneticky úplne líšia od ľudí a použité dávky sú veľmi vysoké pre ľudské štandardy. 
Kultivované kuracie embryonálne gliové progenitorové bunky sietnice sa exprimujú CB1 a CB2 a ich stimulácia syntetickým Cannabinoid WIN55,212, 2-0.5 (5.0 - 2019 uM) znížil proliferáciu progenitorov, zvýšenú tvorbu radikálov mitochondriálnych oxidov a aktivoval bunky na signalizáciu vápnikom. Podobné výsledky sa získali po liečbe MAGL a FAAH, čo naznačuje úlohu ECS pri vývoji sietnice a diferenciácii buniek (Freitas et al., XNUMX).
Myši, ktorým chýba CB1 a / alebo CB2 majú dlhšie kosti stehennej kosti ako myši divého typu. tiež THC spomaľuje rast skeletu divého typu a CB2 nedostatočné, ale nie CB1 myši s nedostatkom, čo vedie k nižšej telesnej hmotnosti (Wasserman et al., 2015). Výsledky naznačujú CB1 vo fyziológii kostí a embryonálnom raste a môže vysvetliť tendenciu k zníženiu pôrodnej hmotnosti u matiek, ktoré užívajú kanabis počas tehotenstva. 
U myší, CB1 signalizácia funguje v subkortikálnych proliferatívnych zónach od embryonálneho dňa 12 v telencefalone a riadi proliferáciu progenitorov pyramidálnych buniek a radiálnu migráciu nezrelých pyramidálnych buniek. Po dosiahnutí štruktúry vrstiev sa na vývoj pyramídových buniek spolieha CB1 signalizáciu, aby sa iniciovalo predĺženie a fascinácia ich axónov s dlhým dosahom (Mulder et al., 2008).
U myší, CB1 je obohatený o axonálne rastové kužele kortikálnych GABAergických interneurónov počas neskorého tehotenstva. endokanabinoidy spúšťať CB1 internalizácia a eliminácia z filopódií a indukcia chemorepulzie a kolapsu axonálnych rastových kónusov týchto GABAergických interneurónov aktiváciou RhoA (Berghuis et al., 2007), čo naznačuje regulačnú úlohu pre CB1 v axonálnej pathfinding a synaptogenesis.
U potomstva paviánov, ktoré boli redukované na výživu matiek, sa ukázalo, že samce, ale nie samice, sú znížené CB1 Expresia v časnej kôre (Gandhi a kol., 2019) naznačujúca, že fetálny ECS je citlivý na zmeny prostredia. 
V myšacích plodoch a ľudských ostrovčekoch pankreasu produkujú α bunky 2-AG, čo aktivuje získavanie β buniek pomocou CB1 aktivácie. AEA ovplyvňuje určovanie veľkosti ostrovčekov pomocou bunkovej proliferácie a triedenie a / ß buniek diferenciálnou aktiváciou TRPV1 a CB1. TRPV1 nedostatok zvyšuje veľkosť ostrovčekov, zatiaľ čo nedostatok CB1R zvyšuje bunkovú heterogenitu a uprednostňuje inzulín pred uvoľňovaním glukagónu. Obohatenie stravy o 3 mastné kyseliny počas gravidity a laktácie u myší, ktoré sa trvalo znižuje endokanabinoidovej úrovne potomstva, fenoskopie CB1 nedostatočná mikroštruktúra ostrovčekov a zlepšuje koordinovanú sekréciu hormónov (Malenczyk et al., 2015).

Rastlina kanabinoidy
U zebrafish účinok THC (0.3, 0.6, 1.25, 2.5, 5 mg / l (1, 2, 4, 8, 16 μM)) a CBD (0.07, 0.1, 0.3, 0.6, 1.25 mg / l (0.25, 0.5, 1, 2, 4 μM) na gravidite sa sledovalo od štádia blastuly po larvy. THC a CBD dysmorfológie, tj opuchy, zakrivená os, deformácie očí / ňufákov / čeľustí / trupov / plutiev, šírka močového mechúra a abnormality správania, LC50 pre CBD (0.53 mg / l) bol takmer sedemkrát nižší ako XNUMX mg / l THC (3.65 mg / l). tiež CBD bol v porovnaní s THC napriek vyššiemu THC koncentrácie vody (Carty a kol., 2017). To naznačuje, že chronické Cannabinoid expozícia počas tehotenstva môže viesť k pretrvávajúcim vývojovým abnormalitám, ale uvedomte si, že zebrafish sú geneticky úplne odlišné od ľudí a použité dávky sú veľmi vysoké pre ľudské štandardy. 
Embryá zebrafish vystavené THC (6 mg / l) počas fázy gastruly vykazujú malé zmeny v morfológii neurónov a svalov, ktoré môžu ovplyvniť správanie a lokomóciu (Amin et al., 2020). 
Ďalší experiment so zebrami zistil, že inkubácia v 20 - 300 μg / l CBD mierne oneskorené liahnutie a prechodne zvýšenú embryonálnu motorickú aktivitu, ale nevyvolalo teratogenitu alebo neurotoxicitu (Valim Brigante et al., 2018).
Embryá zebrafish vystavené rôznym koncentráciám CBD (0.02, 0.1, 0.5 μM) počas vývoja lariev a hodnotili starnutie u F0 (exponovaná generácia) aj u ich potomstva F1 o 30 mesiacov neskôr. Expozícia F0 CBD významne zvýšené prežitie (~ 20%) a znížená veľkosť (vlhká hmotnosť a dĺžka) samíc rýb. Zatiaľ čo sa prežitie zvyšovalo, strata lokomotorickej funkcie súvisiaca s vekom nebola ovplyvnená a účinky na plodnosť sa menili podľa pohlavia a dávky. Spracovanie s 0.5 uM CBD významne znížili koncentráciu spermií u mužov, ale 0.1 μM zvýšila produkciu vajíčok u žien. Podobne ako v iných modelových systémoch, zebrafish vo veku kontroly vykazoval zvýšenú kyfózu, ako aj zvýšené expresné markery starnutia a zápalu (p16ink4ab, tnfα, il1b, il6 a PPAR) v pečeni. Vystavím sa CBD významne znížila expresiu niekoľkých z týchto génov spôsobom závislým od dávky v porovnaní s kontrolami zodpovedajúcimi veku. Účinky CBD pokiaľ ide o veľkosť, génovú expresiu a reprodukciu sa v generácii F1 nereprodukovalo, čo naznačuje, že vplyv na starnutie nebol medzigeneračný (Pandelides et al., 2020a). 
V ďalšom experimente tej istej skupiny boli zebrafish vystavené rôznym koncentráciám THC (0.08, 0.4, 2 μM) počas vývoja embryonálnych lariev a účinky na starnutie boli merané o 30 mesiacov neskôr a potomstva exponovaných rýb (generácia F1). Expozícia 0.08 μM THC viedlo k zvýšenému prežívaniu mužov vo veku 30 mesiacov. Ako koncentrácia THC zvýšený, tento ochranný účinok sa stratil. Ošetrenie najnižšou koncentráciou THC tiež významne zvýšila produkciu vajec, zatiaľ čo vyššie koncentrácie viedli k zníženiu plodnosti. Liečba najnižšou dávkou THC významne znížená hmotnosť za mokra, výskyt kyfózy a expresia niekoľkých senescenčných a zápalových markerov (p16ink4ab, tnfα, il-1β, il-6, PPARa a PPAR) v pečeni, ale nie vo vyšších dávkach, čo naznačuje dvojfázový alebo hormický účinok. Vystavím sa THC neovplyvnilo zníženie lokomotorického správania súvisiace s vekom. V rámci generácie F1 sa mnohé z týchto zmien nepozorovali. Zníženie plodnosti v dôsledku THC expozícia bola horšia v generácii F1, pretože potomstvo, ktorého rodičia dostali vysokú dávku THC neboli úplne schopné reprodukcie (Pandelides a kol., 2020b). Je zaujímavé, že tá istá skupina pozorovala niektoré transgeneračné účinky CBD a THC ako je dazlová expresia a fotomotorická aktivita (Carty et al., 2018), čo naznačuje, že použitá dávka Cannabinoid a výber parametra určuje, či má embryonálna expozícia pozitívne alebo negatívne následky a či sú tieto účinky transgeneračné.   
V ďalšom experimente so zebrami kanabinoidy Ako THC, CBD, HU-210 alebo CP-55,940 spôsobili alkoholové účinky na kraniofaciálny a mozgový vývoj, fenoskopické Shh mutácie. Kombinovaná expozícia aj nízkym dávkam alkoholu THC, HU-210 alebo CP 55,940 spôsobili väčší výskyt vrodených chýb, najmä očí, ako pri liečbe samotným. V súlade s hypotézou, že tieto chyby sú spôsobené nedostatkom Shh, kanabinoidy znížená signalizácia Shh prostredníctvom CB1 (Fish a kol., 2019).
Embryá zebrafish vystavené ∆9-THC (2-10 mg / l) alebo CBD (1-4 mg / l) počas krátkeho, ale kritického 5-hodinového obdobia gastrulácie vykazovali zmeny srdcovej frekvencie, morfológie motorických neurónov, synaptickej aktivity v NMJ a lokomotorických odpovedí na zvuk (Ahmed et al., 2018).
Vstrekovanie THC (3 mg / kg ip) u gravidných myší (embryonálny deň 12-16) interferoval s tvorbou neurónov subcerebrálnej projekcie, čím sa menila kortikospinálna konektivita a spôsobili dlhotrvajúce zmeny jemného motorického výkonu dospelých potomkov. Dôsledky THC expozícia bola podobná expozícii vyvolanej CB1 - genetická ablácia receptora a - CB1- nulové myši boli odolné voči THC-indukované zmeny. fetálny THC tiež zvýšila náchylnosť na záchvaty u potomkov, čo naznačuje dôležitú úlohu CB1 vo vývoji plodu (de Salas-Quiroga et al., 2015), treba však poznamenať, že použitá dávka je tu pre ľudské štandardy veľmi vysoká.

Štúdie na ľuďoch
Rastlina kanabinoidy
V kultivovaných ľudských mozgových organoidoch z ľudských embryonálnych kmeňových buniek reminisujúcich vyvíjajúci sa fetálny mozog, 1 μM THC (pridávané k rastovému médiu po dobu 3 dní) malo za následok zníženie maturácie neurónov, zníženie vyrastania neuritov, zníženie CB1 expresia a znížené spontánne pálenie neurónov (Ao et al., 2020). Výsledky naznačujú škodlivý účinok THC Pokiaľ ide o vývoj mozgu, treba poznamenať, že experimentálny systém je ďaleko od skutočného vývoja ľudského mozgu a nepretržitej 3-dennej expozície 1 M THC sa pravdepodobne nedosiahne vo vyvíjajúcom sa mozgu plodu.
V nezrelých kortikálnych neurónoch odvodených z pluripotentných kmeňových buniek indukovaných ľudským organizmom CB1, ale nie CB2R, GPR55 or TRPV1, je vyjadrená. 2AG a A9-THC negatívne regulovaný rast neuritov. Je zaujímavé, že akútna expozícia obom 2AG a A9-THC inhibovala fosforyláciu serín / treonínkinázových extracelulárnych signálnych proteínových kináz (ERK1 / 2), zatiaľ čo A9-THC tiež znížená fosforylácia Akt (aka PKB). Inverzný agonista CB1R SR 141716A navyše zoslabil pokles vyrastania neuritov a fosforyláciu ERK1 / 2 indukovanú 2AG a A9-THC, Výsledky naznačujú, že neuróny pochádzajúce z ľudských kmeňových buniek môžu byť užitočným systémom na testovanie účinku rastlín kanabinoidy o vývoji ľudského mozgu (Shum et al., 2020).

literatúra:
Ahmed, KT, Amin, MR, Shah, P. a Ali, DW (2018). Vývoj motorických neurónov u zebrafishov je zmenený krátkodobými (5-hodinovými) expozíciami THC (-9-tetrahydrokanabinol) alebo CBD (kanabidiol) počas žalúdka. Sci. Rep. 8, 10518.
Amin, MR, Ahmed, KT a Ali, DW (2020). Skorá expozícia THC Mení vývoj M-buniek v embryí Zebrafish. Biomedicíny 8.
Ao, Z., Cai, H., Havert, DJ, Wu, Z., Gong, Z., Beggs, JM, Mackie, K. a Guo, F. (2020). Mikrofluidné zhromaždenie ľudských mozgových organoidov na jednom mieste na modelovanie vystavenia prenatálneho kanabisu. Anal. Chem.
Berghuis, P., Rajniček, AM, Morozov, YM, Ross, RA, Mulder, J., Urbán, GM, Monory, K., Marsicano, G., Matteoli, M., Canty, A., a kol. (2007). Zdrsnenie mozgu: endokanabinoidy tvar neurónovej konektivity. Science 316, 1212 - 1216.
Boa-Amponsem, O., Zhang, C., Mukhopadhyay, S., Ardrey, I., a Cole, GJ (2019). Etanol a kanabinoidy interagujú s cieľom zmeniť správanie v modeli fetálneho alkoholového spektra zebrafish. Vrodené chyby Res.
Carty, DR, Thornton, C., Gledhill, J., a Willett, KL (2017). Vývojové účinky kanabidiolu a A9-tetrahydrokanabinolu v zebroch. Toxicol. Sci. Off. J. Soc. Toxicol.
Carty, DR, Miller, ZS, Thornton, C., Pandelides, Z., Kutchma, ML, a Willett, KL (2018). Viacgeneračné dôsledky raného života Cannabinoid vystavenie sa zebrom. Toxicol. Appl. Pharmacol.
Esain, V., Kwan, W., Carroll, KJ, Cortes, M., Liu, SY, Frechette, GM, Sheward, LMV, Nissim, S., Goessling, W. a North, TE (2015). Cannabinoid Receptor-2 reguluje vývoj embryonálnych hematopoetických kmeňových buniek prostredníctvom aktivity PGE2 a P-selektínu. Kmeňové bunky Dayt. Ohio.
Ryby, EW, Murdaugh, LB, Zhang, C., Boschen, KE, Boa-Amponsem, O., Mendoza-Romero, HN, Tarpley, M., Chdid, L., Mukhopadhyay, S., Cole, GJ, a kol. al. (2019). kanabinoidy Exacerbujte alkoholovú teratogenézu a CB1- Ježková interakcia. Sci. Rep. 9, 16057.
Freitas, HR, Isaac, AR, Silva, TM, Diniz, GOF, Dos Santos Dabdab, Y., Bockmann, ES, Guimarães, MZP, da Costa Calaza, K., de Mello, FG, Ventura, ALM, a kol. (2019). kanabinoidy Indukujte bunkovú smrť a propagujte signalizáciu receptora P2X7 u progenitorov sietnice gliovej kultúry. Mol. Neurobiol.
Gándhí, K., Montoya-Uribe, V., Martinez, S., David, S., Jain, B., Shim, G., Li, C., Jenkins, S., Nathanielsz, P. a Schlabritz- Loutsevitch, N. (2019). Ontogenéza a programovanie fetálnej temporálnej kortikálu endokanabinoidovej systém stredne veľkým znížením obsahu živín u paviánov (Papio spp.). Physiol. Rep. 7, e14024.
Gustafsson, SB a Jacobsson, SOP (2019). Účinky kanabinoidy o vývoji embryí kurčiat in ovo. Sci. Rep. 9, 13486.
Malenczyk, K., Keimpema, E., Piscitelli, F., Calvigioni, D., Björklund, P., Mackie, K., Di Marzo, V., Hökfelt, TGM, Dobrzyn, A. a Harkany, T. (2015). fetálny endokanabinoidy organizovať mikroarchitektúru pankreatických ostrovčekov. Proc. Natl. Acad. Sci. USA
Mulder, J., Aguado, T., Keimpema, E., Barabás, K., Ballester Rosado, CJ, Nguyen, L., Monory, K., Marsicano, G., Di Marzo, V., Hurd, YL, a kol. (2008). endokanabinoidovej signalizácia riadi špecifikáciu pyramidálnej bunky a dlhodobé modelovanie axónov. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 8760 - 8765.
Pandelides, Z., Thornton, C., Faruque, AS, Whitehead, AP, Willett, KL a Ashpole, NM (2020a). Vývojová expozícia kanabidiolu (CBD) mení dĺžku života a zdravie zebrafish (Danio rerio). GeroScience.
Pandelides, Z., Thornton, C., Lovitt, KG, Faruque, AS, Whitehead, AP, Willett, KL a Ashpole, NM (2020b). Vývojová expozícia A9-tetrahydrokanabinolu (THC) spôsobuje dvojfázové účinky na dlhovekosť, zápal a rozmnožovanie starej zebry obyčajnej (Danio rerio). GeroScience.
de Salas-Quiroga, A., Díaz-Alonso, J., García-Rincón, D., Remmers, F., Vega, D., Gómez-Cañas, M., Lutz, B., Guzmán, M. a Galve-Roperh, I. (2015). Prenatálna expozícia kanabinoidy vyvolaním dlhodobých funkčných zmien zameraním CB1 receptory na vyvíjanie kortikálnych neurónov. Proc. Natl. Acad. Sci. USA
Shum, C., Dutan, L., Annuario, E., Warre-Cornish, K., Taylor, SE, Taylor, RD, Andreae, LC, Buckley, NJ, Price, J., Bhattacharyya, S., a kol. , (2020). A9-tetrahydrokanabinol a 2-AG znižuje vyrastanie neuritov a diferenčne ovplyvňuje ERK1 / 2 a Akt signalizáciu v kortikálnych neurónoch odvodených z hiPSC. Mol. Bunka. Neurosci. 103463.
Valim Brigante, TA, Abe, FR, Zuardi, AW, Hallak, JEC, Crippa, JAS a de Oliveira, DP (2018). U exponovaných embryí zebrafish kanabidiol nevyvolával teratogenitu ani neurotoxicitu. Chem. Biol. Interact. 291, 81 - 86.
Wasserman, E., Tam, J., Mechoulam, R., Zimmer, A., Maor, G. a Bab, I. (2015). CB1 Cannabinoid receptory sprostredkujú oslabenie endochondrálneho rastu kostry pomocou A9-tetrahydrokanabinolu. Ann. NY Acad. Sci. 1335, 110 - 119.