Koumine (KM) is a major alkaloid monomer in the traditional Chinese medicine herb Gelsemium elegans Benth that has exhibited therapeutic potential in clinical applications. However, the pharmacological toxicological mechanism of this drug has not been fully explored. The purpose of this study was to evaluate the impacts of KM administration at a therapeutic dose in offspring. On gestational day 0, mice were injected with KM once daily for 4 consecutive days. Male and female offspring were subjected to behavioral tests and neuropathological analyses from postnatal day 60. Prenatal KM exposure resulted in cognitive and memory impairments in the Morris water maze, Y-maze test, and novel object recognition test. The open field test and elevated plus maze test indicated that prenatal KM exposure induced anxiety-like behavior in offspring. Electrophysiological experiments demonstrated that KM exposure inhibited hippocampal long-term potentiation. Immunostaining for neurogenesis markers DCX and BrdU demonstrated that KM suppressed adult neurogenesis in the subgranular zone of the dentate gyrus. In addition, prenatal KM exposure induced a significant reduction in dendritic spine density in hippocampal neurons. Synaptic formation-related proteins were decreased in the KM group based on western blot. No sex differences in the effects of KM were observed. Collectively, our results indicate that prenatal KA exposure has detrimental neural effects on offspring. This study provides a preliminary preclinical toxicological assessment of the safety of KM use during pregnancy.

中文翻译：

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产前暴露于 koumine 导致小鼠后代的认知缺陷和焦虑样行为增加

Koumine (KM) 是中草药 Gelsemium elegans Benth 中的主要生物碱单体，在临床应用中表现出治疗潜力。然而，该药物的药理毒理机制尚未得到充分探索。本研究的目的是评估以治疗剂量施用 KM 对后代的影响。在妊娠第 0 天，小鼠每天注射一次 KM，连续 4 天。从出生后第 60 天起，对雄性和雌性后代进行行为测试和神经病理学分析。产前 KM 暴露导致莫里斯水迷宫、Y 迷宫测试和新物体识别测试中的认知和记忆障碍。野外试验和高架十字迷宫试验表明，产前 KM 暴露会引起后代的焦虑样行为。电生理实验表明，KM 暴露抑制海马长时程增强。神经发生标志物 DCX 和 BrdU 的免疫染色表明，KM 抑制了齿状回颗粒下区的成体神经发生。此外，产前 KM 暴露导致海马神经元中树突棘密度显着降低。根据蛋白质印迹，KM 组突触形成相关蛋白减少。没有观察到 KM 影响的性别差异。总的来说，我们的结果表明产前 KA 暴露对后代具有有害的神经影响。本研究对怀孕期间使用 KM 的安全性进行了初步的临床前毒理学评估。神经发生标志物 DCX 和 BrdU 的免疫染色表明，KM 抑制了齿状回颗粒下区的成体神经发生。此外，产前 KM 暴露导致海马神经元中树突棘密度显着降低。根据蛋白质印迹，KM 组突触形成相关蛋白减少。没有观察到 KM 影响的性别差异。总的来说，我们的结果表明产前 KA 暴露对后代具有有害的神经影响。本研究对怀孕期间使用 KM 的安全性进行了初步的临床前毒理学评估。神经发生标志物 DCX 和 BrdU 的免疫染色表明，KM 抑制了齿状回颗粒下区的成体神经发生。此外，产前 KM 暴露导致海马神经元中树突棘密度显着降低。根据蛋白质印迹，KM 组突触形成相关蛋白减少。没有观察到 KM 影响的性别差异。总的来说，我们的结果表明产前 KA 暴露对后代具有有害的神经影响。本研究对怀孕期间使用 KM 的安全性进行了初步的临床前毒理学评估。产前 KM 暴露导致海马神经元树突棘密度显着降低。根据蛋白质印迹，KM 组突触形成相关蛋白减少。没有观察到 KM 影响的性别差异。总的来说，我们的结果表明产前 KA 暴露对后代具有有害的神经影响。本研究对怀孕期间使用 KM 的安全性进行了初步的临床前毒理学评估。产前 KM 暴露导致海马神经元树突棘密度显着降低。根据蛋白质印迹，KM 组突触形成相关蛋白减少。没有观察到 KM 影响的性别差异。总的来说，我们的结果表明产前 KA 暴露对后代具有有害的神经影响。本研究对怀孕期间使用 KM 的安全性进行了初步的临床前毒理学评估。