(−)‐Cannabidiol (CBD) is a non‐psychotropic component of Cannabis with possible therapeutic use as an anti‐inflammatory drug. Little is known on the possible molecular targets of this compound. We investigated whether CBD and some of its derivatives interact with vanilloid receptor type 1 (VR1), the receptor for capsaicin, or with proteins that inactivate the endogenous cannabinoid, anandamide (AEA). CBD and its enantiomer, (+)‐CBD, together with seven analogues, obtained by exchanging the C‐7 methyl group of CBD with a hydroxy‐methyl or a carboxyl function and/or the C‐5′ pentyl group with a di‐methyl‐heptyl (DMH) group, were tested on: (a) VR1‐mediated increase in cytosolic Ca 2+ concentrations in cells over‐expressing human VR1; (b) [ 14 C]‐AEA uptake by RBL‐2H3 cells, which is facilitated by a selective membrane transporter; and (c) [ 14 C]‐AEA hydrolysis by rat brain membranes, which is catalysed by the fatty acid amide hydrolase. Both CBD and (+)‐CBD, but not the other analogues, stimulated VR1 with EC 50 =3.2 – 3.5 μ M , and with a maximal effect similar in efficacy to that of capsaicin, i.e. 67 – 70% of the effect obtained with ionomycin (4 μ M ). CBD (10 μ M ) desensitized VR1 to the action of capsaicin. The effects of maximal doses of the two compounds were not additive. (+)‐5′‐DMH‐CBD and (+)‐7‐hydroxy‐5′‐DMH‐CBD inhibited [ 14 C]‐AEA uptake (IC 50 =10.0 and 7.0 μ M ); the (−)‐enantiomers were slightly less active (IC 50 =14.0 and 12.5 μ M ). CBD and (+)‐CBD were also active (IC 50 =22.0 and 17.0 μ M ). CBD (IC 50 =27.5 μ M ), (+)‐CBD (IC 50 =63.5 μ M ) and (−)‐7‐hydroxy‐CBD (IC 50 =34 μ M ), but not the other analogues (IC 50 >100 μ M ), weakly inhibited [ 14 C]‐AEA hydrolysis. Only the (+)‐isomers exhibited high affinity for CB 1 and/or CB 2 cannabinoid receptors. These findings suggest that VR1 receptors, or increased levels of endogenous AEA, might mediate some of the pharmacological effects of CBD and its analogues. In view of the facile high yield synthesis, and the weak affinity for CB 1 and CB 2 receptors, (−)‐5′‐DMH‐CBD represents a valuable candidate for further investigation as inhibitor of AEA uptake and a possible new therapeutic agent. British Journal of Pharmacology (2001) 134 , 845–852; doi: 10.1038/sj.bjp.0704327

Diacylglycerol (DAG) lipase activity is required for axonal growth during development and for retrograde synaptic signaling at mature synapses. This enzyme synthesizes the endocannabinoid 2-arachidonoyl-glycerol (2-AG), and the CB1 cannabinoid receptor is also required for the above responses. We now report on the cloning and enzymatic characterization of the first specific sn-1 DAG lipases. Two closely related genes have been identified and their expression in cells correlated with 2-AG biosynthesis and release. The expression of both enzymes changes from axonal tracts in the embryo to dendritic fields in the adult, and this correlates with the developmental change in requirement for 2-AG synthesis from the pre- to the postsynaptic compartment. This switch provides a possible explanation for a fundamental change in endocannabinoid function during brain development. Identification of these enzymes may offer new therapeutic opportunities for a wide range of disorders.

BACKGROUND AND PURPOSE Cannabidiol (CBD) and Δ 9 ‐tetrahydrocannabinol (THC) interact with transient receptor potential (TRP) channels and enzymes of the endocannabinoid system. EXPERIMENTAL APPROACH The effects of 11 pure cannabinoids and botanical extracts [botanical drug substance (BDS)] from Cannabis varieties selected to contain a more abundant cannabinoid, on TRPV1, TRPV2, TRPM8, TRPA1, human recombinant diacylglycerol lipase α (DAGLα), rat brain fatty acid amide hydrolase (FAAH), COS cell monoacylglycerol lipase (MAGL), human recombinant N‐acylethanolamine acid amide hydrolase (NAAA) and anandamide cellular uptake (ACU) by RBL‐2H3 cells, were studied using fluorescence‐based calcium assays in transfected cells and radiolabelled substrate‐based enzymatic assays. Cannabinol (CBN), cannabichromene (CBC), the acids (CBDA, CBGA, THCA) and propyl homologues (CBDV, CBGV, THCV) of CBD, cannabigerol (CBG) and THC, and tetrahydrocannabivarin acid (THCVA) were also tested. KEY RESULTS CBD, CBG, CBGV and THCV stimulated and desensitized human TRPV1. CBC, CBD and CBN were potent rat TRPA1 agonists and desensitizers, but THCV‐BDS was the most potent compound at this target. CBG‐BDS and THCV‐BDS were the most potent rat TRPM8 antagonists. All non‐acid cannabinoids, except CBC and CBN, potently activated and desensitized rat TRPV2. CBDV and all the acids inhibited DAGLα. Some BDS, but not the pure compounds, inhibited MAGL. CBD was the only compound to inhibit FAAH, whereas the BDS of CBC > CBG > CBGV inhibited NAAA. CBC = CBG > CBD inhibited ACU, as did the BDS of THCVA, CBGV, CBDA and THCA, but the latter extracts were more potent inhibitors. CONCLUSIONS AND IMPLICATIONS These results are relevant to the analgesic, anti‐inflammatory and anti‐cancer effects of cannabinoids and Cannabis extracts. LINKED ARTICLES This article is part of a themed issue on Cannabinoids in Biology and Medicine. To view the other articles in this issue visit http://dx.doi.org/10.1111/bph.2011.163.issue‐7

Δ⁹-Tetrahydrocannabinol (THC) exhibits antitumor effects on various cancer cell types, but its use in chemotherapy is limited by its psychotropic activity. We investigated the antitumor activities of other plant cannabinoids, i.e., cannabidiol, cannabigerol, cannabichromene, cannabidiol acid and THC acid, and assessed whether there is any advantage in using Cannabis extracts (enriched in either cannabidiol or THC) over pure cannabinoids. Results obtained in a panel of tumor cell lines clearly indicate that, of the five natural compounds tested, cannabidiol is the most potent inhibitor of cancer cell growth (IC₅₀ between 6.0 and 10.6 μM), with significantly lower potency in noncancer cells. The cannabidiol-rich extract was equipotent to cannabidiol, whereas cannabigerol and cannabichromene followed in the rank of potency. Both cannabidiol and the cannabidiol-rich extract inhibited the growth of xenograft tumors obtained by s.c. injection into athymic mice of human MDA-MB-231 breast carcinoma or rat v-K-ras-transformed thyroid epithelial cells and reduced lung metastases deriving from intrapaw injection of MDA-MB-231 cells. Judging from several experiments on its possible cellular and molecular mechanisms of action, we propose that cannabidiol lacks a unique mode of action in the cell lines investigated. At least for MDA-MB-231 cells, however, our experiments indicate that cannabidiol effect is due to its capability of inducing apoptosis via: direct or indirect activation of cannabinoid CB₂ and vanilloid transient receptor potential vanilloid type-1 receptors and cannabinoid/vanilloid receptor-independent elevation of intracellular Ca²⁺ and reactive oxygen species. Our data support the further testing of cannabidiol and cannabidiol-rich extracts for the potential treatment of cancer.

The plant cannabinoids (phytocannabinoids), cannabidiol (CBD), and Δ⁹-tetrahydrocannabinol (THC) were previously shown to activate transient receptor potential channels of both vanilloid type 1 (TRPV1) and ankyrin type 1 (TRPA1), respectively. Furthermore, the endocannabinoid anandamide is known to activate TRPV1 and was recently found to antagonize the menthol- and icilin-sensitive transient receptor potential channels of melastatin type 8 (TRPM8). In this study, we investigated the effects of six phytocannabinoids [i.e., CBD, THC, CBD acid, THC acid, cannabichromene (CBC), and cannabigerol (CBG)] on TRPA1- and TRPM8-mediated increase in intracellular Ca²⁺ in either HEK-293 cells overexpressing the two channels or rat dorsal root ganglia (DRG) sensory neurons. All of the compounds tested induced TRPA1-mediated Ca²⁺ elevation in HEK-293 cells with efficacy comparable with that of mustard oil isothiocyanates (MO), the most potent being CBC (EC₅₀ = 60 nM) and the least potent being CBG and CBD acid (EC₅₀ = 3.4–12.0 μM). CBC also activated MO-sensitive DRG neurons, although with lower potency (EC₅₀ = 34.3 μM). Furthermore, although none of the compounds tested activated TRPM8-mediated Ca²⁺ elevation in HEK-293 cells, they all, with the exception of CBC, antagonized this response when it was induced by either menthol or icilin. CBD, CBG, THC, and THC acid were equipotent (IC₅₀ = 70–160 nM), whereas CBD acid was the least potent compound (IC₅₀ = 0.9–1.6 μM). CBG inhibited Ca²⁺ elevation also in icilin-sensitive DRG neurons with potency (IC₅₀ = 4.5 μM) similar to that of anandamide (IC₅₀ = 10 μM). Our findings suggest that phytocannabinoids and cannabis extracts exert some of their pharmacological actions also by interacting with TRPA1 and TRPM8 channels, with potential implications for the treatment of pain and cancer.

Plant cannabinoids, like Δ(9)-tetrahydrocannabinol (THC) and cannabidiol (CBD), activate/desensitize thermosensitive transient receptor potential (TRP) channels of vanilloid type-1 or -2 (TRPV1 or TRPV2). We investigated whether cannabinoids also activate/desensitize two other 'thermo-TRP's', the TRP channels of vanilloid type-3 or -4 (TRPV3 or TRPV4), and if the TRPV-inactive cannabichromene (CBC) modifies the expression of TRPV1-4 channels in the gastrointestinal tract.TRP activity was assessed by evaluating elevation of [Ca(2+)](i) in rat recombinant TRPV3- and TRPV4-expressing HEK-293 cells. TRP channel mRNA expression was measured by quantitative RT-PCR in the jejunum and ileum of mice treated with vehicle or the pro-inflammatory agent croton oil.(i) CBD and tetrahydrocannabivarin (THCV) stimulated TRPV3-mediated [Ca(2+)](i) with high efficacy (50-70% of the effect of ionomycin) and potency (EC(50∼) 3.7 μm), whereas cannabigerovarin (CBGV) and cannabigerolic acid (CBGA) were significantly more efficacious at desensitizing this channel to the action of carvacrol than at activating it; (ii) cannabidivarin and THCV stimulated TRPV4-mediated [Ca(2+)](i) with moderate-high efficacy (30-60% of the effect of ionomycin) and potency (EC(50) 0.9-6.4 μm), whereas CBGA, CBGV, cannabinol and cannabigerol were significantly more efficacious at desensitizing this channel to the action of 4-α-phorbol 12,13-didecanoate (4α-PDD) than at activating it; (iii) CBC reduced TRPV1β, TRPV3 and TRPV4 mRNA in the jejunum, and TRPV3 and TRPV4 mRNA in the ileum of croton oil-treated mice.Cannabinoids can affect both the activity and the expression of TRPV1-4 channels, with various potential therapeutic applications, including in the gastrointestinal tract.