Das vorliegende Protokoll enthält Anleitungsinformationen für die Verwendung des Tabakhornwurms Manduca sexta in der Cannabinoidforschung. Die hier beschriebene Methode umfasst alle notwendigen Vorräte und Protokolle zur Überwachung physiologischer und Verhaltensänderungen des Insektenmodells als Reaktion auf die Behandlung mit Cannabidiol (CBD).
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Methodenartikel
Tabakhornwurm als Insektenmodellsystem für präklinische Cannabinoid-Studien
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Mit zunehmender Aufmerksamkeit für Cannabinoide in der Medizin wurden mehrere Modellorganismen von Säugetieren verwendet, um ihre unbekannten pharmazeutischen Funktionen aufzuklären. In der Säugetierforschung bleiben jedoch viele Schwierigkeiten bestehen, die die Entwicklung von Nicht-Säugetier-Modellorganismen für die Cannabinoidforschung erfordern. Die Autoren schlagen den Tabakhornwurm Manduca sexta als neuartiges Insektenmodellsystem vor. Dieses Protokoll enthält Informationen zur Vorbereitung der künstlichen Diät mit unterschiedlichen Mengen an Cannabidiol (CBD), zur Einrichtung einer Anbauumgebung und zur Überwachung ihrer physiologischen und Verhaltensänderungen als Reaktion auf die CBD-Behandlung. Kurz gesagt, nach Erhalt der Hornwurmeier durften die Eier 1-3 Tage bei 25 ° C in einem 12:12-Hell-Dunkel-Zyklus schlüpfen, bevor sie zufällig in die Kontrolle verteilt wurden (Weizenkeim-basierte künstliche Diät; AD), Vehikel (AD + 0,1% mittelkettiges Triglyceridöl; MCT-Öl) und Behandlungsgruppen (AD + 0,1% MCT + 1 mM oder 2 mM CBD). Sobald das Medium vorbereitet war, wurden die Larven des 1. Stadiums einzeln mit einem Holzspieß in ein 50-ml-Reagenzglas gegeben, und dann wurde das Reagenzglas mit einem Käsetuch bedeckt. Die Messungen wurden in 2-Tage-Intervallen für physiologische und Verhaltensreaktionen auf die CBD-Verabreichung durchgeführt. Dieses einfache Kultivierungsverfahren ermöglicht es den Forschern, große Proben in einem bestimmten Experiment zu testen. Darüber hinaus ermöglichen die relativ kurzen Lebenszyklen den Forschern, die Auswirkungen von Cannabinoidbehandlungen über mehrere Generationen einer homogenen Population zu untersuchen, so dass Daten ein experimentelles Design in höheren Säugetiermodellorganismen unterstützen können.
Einleitung
In den letzten Jahren konzentrierte sich die öffentliche Aufmerksamkeit auf Cannabinoide aufgrund ihres therapeutischen Potenzials, einschließlich der Behandlung von Epilepsie1, Parkinson-Krankheit2, Multipler Sklerose3 und verschiedenen Krebsarten4,5,6 mit Cannabidiol (CBD). Seit Cannabis im Agricultural Improvement Act von 2018, Public Law 115-334 (farm bill 2018), als landwirtschaftliche Ware legalisiert ist, haben Cannabis und seine Cannabinoid-Derivate in der Lebensmittel-, Kosmetik....
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Protokoll
1. Hornwurmpräparation und Cannabidiol-Behandlung
- Erhalten Sie 150-200 lebensfähige M. Sexta-Eier und weizenkeimbasierte künstliche Diäten (siehe Materialtabelle).
- Legen Sie die Hornwurmeier in eine Polystyrol-Petrischale mit einer weizenkeimbasierten künstlichen Diätschicht (AD) und übertragen Sie die Eier in eine Insektenaufzuchtkammer (siehe Materialtabelle), die bei 25 ° C mit 40% -60% relativer Luftfeuchtigkeit gehalten wird.
- Lassen Sie Tabakhornwurmeier 1-3 Tage lang in der Insektenaufzuchtkammer schlüpfen, die bei 25 ° C mit 40% -60% relativer Luftfeuchtigkeit geh....
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Ergebnisse
Manduca sexta als Modellsystem zur Untersuchung der Toxizität von Cannabinoiden
Abbildung 1 zeigt die Schlüsselkomponenten des CBD-Experiments mit dem Tabakhornwurm Manduca sexta. Eine große Anzahl von Insekten (>20) wurde einzeln bei 25 °C auf einem 12 h:12 h = Hell:Dunkel-Zyklus aufgezogen. Die Größe, das Gewicht und die Mortalität der Insekten wurden in 2-Tage-Intervallen gemessen, um kurz- und langfristige Reaktionen nach einer ho.......
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Diskussion
Die Fütterungsstudie zeigte, dass hohe Dosen von CBD (2 mM) das Wachstum des Insekts hemmten und die Mortalität erhöhten31. Das Insektenmodell zeigte auch eine Empfindlichkeit gegenüber Ethanol; CBD entgiftete jedoch effektiv die Ethanoltoxizität und erhöhte ihre Überlebensrate, ihren Nahrungskonsum und ihr Lebensmittelsuchverhalten auf ein ähnliches Niveau wie die Kontrollgruppe (Abbildung 3A,B)31. Das beschriebene Insektenmod.......
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Offenlegungen
Die Autoren haben keine Interessenkonflikte.
Danksagungen
Diese Forschung wurde vom Institut für Cannabisforschung an der Colorado State University-Pueblo und dem Ministerium für Wissenschaft und IKT (2021-DD-UP-0379) sowie der Stadt Chuncheon (Hanfforschung und -entwicklung und Industrialisierung, 2020-2021) unterstützt.
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Analytische Waage | Mettler Instrument Corp. | AE100S | |
| Cannabidiol-Isolat (>99,4%) | Lilu's Garden | ||
| Cheesecloth | VWR INTERNATIONAL | 470150-438 | |
| Corning 50mL klare Zentrifugenröhrchen aus Polypropylen (PP) | VWR | 89093-192 | |
| Ethylalkohol, 200 Proof | Sigma-Aldrich | EX0276-1 | |
| Angstkonditionierungskammer | Coulbourn Instrumente | ||
| Insektenaufzuchtkammer | Darwin Chambers | INR034 | |
| Mittelkettige Triglyceride (MCT) Öl | Walmart | ||
| Bewegungserkennungssoftware (Actimetrics) | Coulbourn Instruments | ||
| Petrischale aus Polystyrol (120 mm x 120 mm x 17 mm) | VWR INTERNATIONAL | 688161 | |
| Tabak Hormworm künstlich Diät | Carolina Biological Supply Company | Artikel # 143908 | Gebrauchsfertiger Hornwurm-Diät |
| Tabak Hormworm-Eier | Carolina Biological Supply Company | Artikel # 143880 | Einheit von 30-50 |
Referenzen
- Kaplan, J. S., Stella, N., Catterall, W. A., Westenbroek, R. E. Cannabidiol attenuates seizures and social deficits in a mouse model of Dravet syndrome. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 114 (42), 11229-11234 (2017).
- Leehey, M. A., et al.
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Nachdrucke und Genehmigungen
