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方法論記事

神経発達転帰への影響を評価するための出生前の Δ-9-テトラヒドロカンナビノール曝露の前臨床モデル

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DOI:

10.3791/68119

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2025年2月28日

 ,  , 
1Departments of Pediatrics, University of New Mexico School of Medicine

この記事について

サマリー

法律上の制限が変わり、その結果、カンナビノイド製品の入手性が高まる中、特に妊娠中にこれらの曝露の影響を研究するモデルを開発することが非常に重要です。自発的な摂取による出生前中中程度のカンナビノイド曝露の前臨床モデルが開発され、より詳細な調査が可能になりました。

要約

出生前カンナビノイドへの曝露(PCE)は、全米のより多くの州が娯楽用マリファナ(カンナビノイド)を合法化するにつれて、ますます頻繁になっています。妊娠中のカンナビノイド製品の摂取は、さまざまな異常な結果と関連していますが、歴史的な研究では、これらの製品の効力が現在の製品よりも約300%低かった時期に行われました。カンナビノイドの使用が増加していることを考えると、PCEが胎児の神経発達とその後の乳児と子供の発達に与える可能性のある影響を理解することが不可欠です。以前の研究では、PCEが子孫の学習と記憶、行動スキル、睡眠、および注意力に悪影響を与えることが示されています。この研究の目的は、カンナビノイド製品の精神活性成分であるデルタ-9-テトラヒドロカンナビノール (THC) を妊娠中に自発的に摂取することにより、PCE を前臨床モデルで再現することです。この記事では、妊娠中に中等度のPCEを達成するための手順について概説します。このモデルでは、対照群はプレーンなミニチョコレート/ピーナッツバタークッキーを消費し、PCE群はピーナッツバターにTHCを混ぜてミニチョコレートクッキーと組み合わせて使用します。このアプローチにより、PCEが発達転帰に与える影響についてさらに調査することができます。

概要

出生前カンナビノイド製品の使用率が増加するにつれて、おそらく全米でカンナビノイド製品の合法化が進んでいることに影響され、胎児の発育への影響をよりよく理解するための研究が必要です。カンナビノイド製品の精神活性成分であるデルタ-9-テトラヒドロカンナビノール(THC)は、胎盤を容易に通過し、内因性内因性カンナビノイドシステムと相互作用します2,3。内因性エンドカンナビノイドシステムは、神経の発達に重要な役割を果たしており、発達上の変化が起こる経路である可能性があります。妊娠中のカンナビノイドの使用は、出生体重の減少4と早産のリスクの増加5,6に関連しています。生涯を通じての社会的行動や実行機能の欠損など、追加の発達異常も報告されています7,8,9。

時間の経過とともに、一般集団におけるカンナビノイドの効力と使用パターンの変化により、出生前曝露が胎児の発育に及ぼす潜在的な影響についての詳細な研究の必要性が浮き彫りになりました。妊娠中のカンナビノイド製品の使用は増加しています、なぜなら、これらの製品はしばしばうつ病、ストレス、痛み、睡眠障害、吐き気などの症状を緩和すると認識されているからです10,11。Dicksonら12は、コロラド州における妊娠初期の使用に関して、400の大麻薬局からの推奨を調査した研究を行い、約半数(50.5%)の薬局が妊娠中の人にエディブルを推奨していることを発見しました。エディブルは喫煙に関連する害や健康上のリスクを回避するとよく認識されています13,14、その結果、多くの妊婦がエディブルを消費します。

エディブルは、カンナビノイドを胃腸系を通じて送達し、THCは血流に吸収され、門脈を介して肝臓に運ばれ、初回通過代謝が行われます。肝臓では、酵素がTHCをヒドロキシル化して、血液脳関門を容易に通過する非常に強力な精神活性代謝物である11-ヒドロキシテトラヒドロカンナビノール(11-OH-THC)を生成します15。食用食品の初期の精神活性効果(30〜90分)には時間がかかりますが、結果として生じる「高」はより長く続き、摂取後2〜4時間でピークに達します16,17。THCの薬物動態半減期は、ラット18,19で1.3〜7.3時間です。

妊娠中のTHCの使用が増加し、胎児の神経発達への影響に関するデータが不足していることを考慮して、妊娠中の自発的なTHC摂取の前臨床モデルが開発され、報告されている典型的なヒトの使用(吐き気を軽減するための経口摂取)とより密接に一致して、神経発達の結果への影響をさらに説明しました。

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プロトコル

ここに記載されているすべての手順は、ニューメキシコ大学健康科学センター(UNM HSC)の施設内動物管理および使用委員会(IACUC)によって承認されました。すべての実験はARRIVEガイドラインに準拠して行われました。Long-Evans(Blue Spruce、HsdBlu:LE)ラットは、市販の供給源から入手しました。使用されたオスは、到着時に12週齢、繁殖プロトコルの開始時に15〜16週齢の成体ブリーダーラットであることが証明されました。雌の体重は125-150gで、到着時は約6-7週齢でした。繁殖時、雌は約9〜10週齢でした。すべての将来の母親に妊娠歴がないことを確認することが重要です。施設と新しい住居環境に順応するために、少なくとも1週間かかります。このプロトコルの最初の部分は妊娠前のカンナビノイドの消費を扱い、後半は妊娠したカンナビノイドへの曝露に焦点を当てています。使用した動物、試薬、機器の詳細は、 資料表に記載されています。実験計画を 図 1に示します。

1.妊娠前のカンナビノイド曝露

  1. ハウジングとメンテナンス
    1. 標準的なラット静的マイクロアイソレーターケージに、寝具付きの標準的なラット静的マイクロアイソレーターケージに個別に収容し、逆12時間の明暗スケジュール(毎日21:00から09:00まで点灯)で飼育します。
    2. 放射線を照射した食品( 資料の表を参照)と水道水へのアクセスを研究全体を通して 自由に 提供します。
  2. 材料および化学薬品の調製
    1. 必要なすべての材料と化学薬品を入手します( 材料表に規定されています)。
    2. 研究グレードのTHCは、エタノールに溶解した10 mg / mLまたは20 mg / mLのTHCを含むバイアルに保管してください。
      注:THCは皮膚を刺激し、誤嚥の危険性があるため、適切な個人用保護具(PPE)を使用してください。THCは、米国保健社会福祉省および米国食品医薬品局によってスケジュールI規制物質に分類されているため、スチール製のキャビネットに保管してください。
  3. ベースライン測定
    1. 各雌ラットのベースライン体重を取得します。
    2. 必要に応じて、ここで実験を1〜2週間一時停止します。
  4. THC入りクッキーの調製
    1. 投与の30分前、毎日14:00にクッキーを準備して、一貫した給餌時間を維持します。
    2. ミニチョコレートクッキーを分け、小さじ約半分のピーナッツバターをクリームに加えます。
    3. クッキーを組み立てる前に、必要な量のTHC(最初の2日間は1.5 mg / kg、次に7日間は3 mg / kg)をピーナッツバターと混ぜます。
  5. 消費評価
    1. プレーンなピーナッツバター/ミニチョコレートクッキーを、一貫した消費が達成されるまで2〜4日間提供します。ケージから水を取り除き、毎日14:00に鉗子を使用して各ラットにおやつを投与します。
    2. おやつが完全に消費されるまで観察してください。必要に応じて、残り物を取り除きます。
      注:THCを1.5 mg / kgの用量で2日間投与し、続いて3 mg / kgを7日間投与します。すぐに消費しないラットのために、おやつを最大2時間ケージに入れておきます。
    3. 一貫したおやつの消費を示すラットでのみ続行します。.摂取量に一貫性がないものは実験から除外します。
    4. 妊娠前の消費量を2週間評価します。
  6. PCE後のグループ割り当て
    1. 一貫した摂取量を持つラットを、プレーン(コントロール)またはTHC注入(PCE)クッキーグループのいずれかにランダムに割り当てます。
    2. 繁殖前にクッキーなしで最低4日間待って、システムからのTHCクリアランスを確保します。

2.妊娠中(出生前)のカンナビノイド曝露

  1. 繁殖と妊娠確認
    1. メスの体重を量って開始体重を測り、その後、実績のあるオスのブリーダー(オスはTHCに詳しくない)のいるケージに入れます。
    2. この間、雌のラットがクッキーを消費しないようにしてください。
    3. 膣栓の存在によって妊娠を確認しますが、これは通常、交配後24時間で発生します。
    4. 雌のラットの体重を量り、ホームケージに戻します。これは妊娠日(GD)1と定義されます。
  2. 妊娠中のTHC注入
    1. 妊娠中は、GD 1から毎日14:00にプレーンまたはTHC入り(3 mg / kg)のクッキーを提供します。
    2. このレジメンを、ダムが分娩のために営巣していることが示されるまで続け、その時点で THC への曝露が停止されます。
  3. 母体の体重増加のモニタリング
    1. ラットダムの体重を週に2回測定して、母親の体重増加を評価します。
      注:新しいウェイトは、クッキーに含めるTHCの量を計算するためにも使用され、ダムの重量に基づいて必要に応じて用量を調整します。
  4. THCへの曝露の中止と出生記録
    1. THCへの曝露手続きは、ダムが出産予定時刻の頃に巣を作っているときに停止してください。
    2. 子孫が生まれたら、生きている子犬の数を記録します。
    3. 生年月日を出生後日(P)0として指定します。
  5. 子孫の離乳と住居
    1. 出生後日(P)23で子孫を離乳させます。
    2. 離乳した子孫を性別に基づく同腹仔とグループハウスします。
  6. ダムの安楽死
    1. 同腹仔が離乳したら、制度的に承認されたプロトコルに従ってダムを安楽死させます。

3. 手続き後のステップ

  1. 子孫の住居とモニタリング
    1. すべての子孫が適切な住居条件に保たれていることを確認し、適切な温度、光、換気を確保します。
    2. 異常な体重や発達の遅れなど、健康や発達の問題がないか、子犬を定期的に監視してください。
  2. ベースライン評価
    1. 必要に応じて、子孫の実験を開始する前に、体重、反射神経、またはその他の関連する発達パラメータなどのベースライン測定値を評価します。
  3. 実験グループの割り当て
    1. 子犬を実験グループにランダムに割り当てて、テストの偏りを最小限に抑えます。
    2. 実験ごとに使用する子犬の数を各子犬から1〜2匹に制限して、潜在的な子犬の影響を減らします。

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結果

THCの自発的な摂取を確立するために、ラットにとって口当たりが良く、迅速かつ一貫して消費されるものを決定するために、多数のおやつが試されました。

最初に、無糖のイチゴ風味のゼラチンキューブ(1立方mLサイズ)を、THCの有無にかかわらず試しました。ストロベリーシロップのフレーバーの量を増やし、THCを3つの異なる濃度(2 mg / kg /用量、3 mg / kg /用量、および5 mg / kg /用量)で試験しました。ラットは一貫してキューブを消費しなかったため、THC濃度が高いとすぐに消費を中止することが注目されました。ラットは苦味や酸味のある食べ物を拒否できることが知られており、このモデルは自発的な消費には適していないのではないかという懸念が生じました。

施設の獣医師と相談した後、ピーナッツバターまたはチーズのクラッカー、ピーナッツバターのミニチョコレートクッキー、ピーナッツバターのチーズクラッカー、チーズの魚の形をしたクラッカーなど、さまざまなおやつが試されました。雌のラットは、多くの場合、おやつが提供されてから10...

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ディスカッション

ここで概説したPCEパラダイムは、妊娠中のラットの母親による自発的なTHCの摂取です。これは、前臨床モデルで、妊娠中のラットの母動物への自発的な摂取による THC の投与を検討した最初の研究です。ラットの母犬の両グループは、同じラットチャウ食を摂取し、グループ間の栄養とカロリー摂取量の潜在的なばらつきを最小限に抑えました。動物モデルには、研究目的でPCEのタイミングと投与量を制御するという利点があります。

妊娠前の消費は、消費プロトコルのその後のフェーズで望ましいレベルでTHCを消費するラットを特定するために評価されます。このアプローチにより、すべての雌ラットが妊娠前にTHCを摂取した経験があることが保証され、妊娠前にTHCを頻繁に使用する人間の行動5をより正確に反映しています。このモデルでは、PCEは妊娠期間の発達全体を通じて発生し、人間の妊娠の最初の2つの学期にほぼ対応します。証拠によると、カンナビノイドの使用は妊娠初期に最も多く、妊娠後期に減少し

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開示事項

著者には、開示すべき利益相反はありません。

謝辞

THCを惜しみなく提供してくださった国立薬物乱用研究所(NIDA)の薬物供給プログラムに感謝します。ニューメキシコ大学小児科研究配分委員会の助成金と新生児科の支援を受けています。

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
5L0D PicoLab 実験用げっ歯類食、照射済みPurina LabDiet5L0D
セルロース/紙寝具 BioFresh Comfort 寝具BioFresh VetNAhttps://biofreshvet.com/products/
デジタル キッチン スケールEtekcityEK4150
雌ラット、125-150 g Inotiv14005F
Long-Evans ラット (ブルー スプルース、HsdBlu: LE)Inotiv14016M
N10 げっ歯類プラスチック ケージ ボトムAncareN10PLF
N10 げっ歯類ワイヤー蓋AncareN10SS
ナロー パターン 鉗子ファイン サイエンス ツール (FST)11002-14
オレオ ミニ チョコレート サンドイッチ クッキー、ゴー パック、12-3.5 オンス カップアマゾンB0198TUO7W
実績のある成体ブリーダーの男性 Inotiv14016M
ラット静的ポリスルホン マイクロアイソレーター ケージ (R20):
研究グレード THC (DEA ライセンス、スケジュール I 薬物でのみ利用可能) ニダNA https://nida.nih.gov/research/research-data-measures-resources/nida-drug-supply-program
SKIPPY クリーミー ピーナッツ バター スプレッドAmazonB0C75KZ28C
THC 消費用品:

参考文献

  1. Volkow, N. D., Han, B., Compton, W. M., McCance-Katz, E. F. Self-reported medical and nonmedical cannabis use among pregnant women in the United States. JAMA. 322 (2), 167-169 (2019).
  2. de Salas-Quiroga, A., et al. Prenatal exposure to cannabinoids evokes long-lasting functional alterations by targeting CB1 receptors on developing cortical neurons. Proc Natl Acad Sci USA. 112 (44), 13693-13698 (2015).
  3. Baglot, S. L., et al. Maternal-fetal transmission of delta-9-tetrahydrocannabinol (THC) and its metabolites following inhalation and injection exposure during pregnancy in rats. J Neurosci Res. 100 (3), 713-730 (2022).
  4. Ryan, S. A., Ammerman, S. D., O'Connor, M. E. Committee on Substance Use and Prevention; Section on Breastfeeding. Marijuana use during pregnancy and breastfeeding: implications for neonatal and childhood outcomes. Pediatrics. 142 (3), e20181889(2018).
  5. Corsi, D. J., et al. Association between self-reported prenatal cannabis use and maternal, perinatal, and neonatal outcomes. JAMA. 322 (2), 145-152 (2019).
  6. Duko, B., Dachew, B. A., Pereira, G., Alati, R. The effect of prenatal cannabis exposure on offspring preterm birth: a cumulative meta-analysis. Addiction. 118 (4), 607-619 (2023).
  7. Scheyer, A. F., Melis, M., Trezza, V., Manzoni, O. J. J. Trends in Neurosciences. Trends Neurosci. 42 (12), 871-884 (2019).
  8. Nashed, M. G., Hardy, D. B., Laviolette, S. R. Prenatal Cannabinoid Exposure: Emerging Evidence of Physiological and Neuropsychiatric Abnormalities. Front Psychiatry. 11, 624275(2021).
  9. Lin, A., et al. Prenatal cannabinoid exposure: why expecting individuals should take a pregnancy pause from using cannabinoid products. Front Pediatr. 11, 1278227(2023).
  10. Chang, J. C., et al. Beliefs and attitudes regarding prenatal marijuana use: perspectives of pregnant women who report use. Drug Alcohol Depend. 196, 14-20 (2019).
  11. Young-Wolff, K. C., et al. Trends in cannabis polysubstance use during early pregnancy among patients in a large health care system in Northern California. JAMA Netw Open. 5 (6), e2215418(2022).
  12. Dickson, B., et al. Recommendations from cannabis dispensaries about first-trimester cannabis use. Obstet Gynecol. 131 (6), 1031-1038 (2018).
  13. Murphy, F., et al. Baby boomers and cannabis delivery systems. J Drug Issues. 45 (3), 293-313 (2015).
  14. Barrus, D. G., et al. Tasty THC: Promises and challenges of cannabis edibles. Methods Rep, RTI Press. , 1-22 (2016).
  15. Mura, P., Kintz, P., Dumestre, V., Raul, S., Hauet, T. THC can be detected in brain while absent in blood. J Anal Toxicol. 29 (8), 842-843 (2005).
  16. Grotenhermen, F. Pharmacokinetics and pharmacodynamics of cannabinoids. Clin Pharmacol Ther. 42 (4), 327-360 (2003).
  17. Thompson, R., DeJong, K., Lo, J. Marijuana Use in Pregnancy: A Review. Obstet Gynecol Surv. 74 (7), 415-428 (2019).
  18. Ravula, A., et al. Pharmacokinetic and pharmacodynamic characterization of tetrahydrocannabinol-induced cannabinoid dependence after chronic passive cannabis smoke exposure in rats. Cannabis Cannabinoid Res. 4 (4), 240-254 (2019).
  19. Zgair, A., et al. Dietary fats and pharmaceutical lipid excipients increase systemic exposure to orally administered cannabis and cannabis-based medicines. Am J Transl Res. 8 (8), 3448-3459 (2016).
  20. Mulligan, M. K., Hamre, K. M. Influence of prenatal cannabinoid exposure on early development and beyond. Adv Drug Alcohol Res. 3, 10981(2023).
  21. Paul, S. E., et al. Associations between prenatal cannabis exposure and childhood outcomes: Results from the ABCD study. JAMA Psychiatry. 78 (1), 64-76 (2021).
  22. Fügedi, G., et al. Increased placental expression of cannabinoid receptor 1 in preeclampsia: An observational study. BMC Pregnancy Childbirth. 14, 395(2014).
  23. Walker, M. K., et al. A less stressful alternative to oral gavage for pharmacological and toxicological studies in mice. Toxicol Appl Pharmacol. 260 (1), 65-69 (2012).
  24. Brown, A. P., Dinger, N., Levine, B. S. Stress produced by gavage administration in the rat. Contemp Top Lab Anim Sci. 39 (1), 17-21 (2000).

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