Melatonin ameliorates renal dysfunction in glyphosate- and hard water-treated mice.
Ecotoxicol Environ Saf · 2022 · 241:113803 · PMID 36068739 · 등급5 동물·현장 동물시험 · 비발암 건강영향 > 신장 · 포유동물 · 직업
요약 생성 대기 중입니다.
초록 전문 번역 · gemma4:e4b
농업 지역사회 만성 간질신염(CINAC)은 글리포세이트 및 경수에 대한 환경적 및 직업적 노출과 관련이 있는 심각하고 광범위한 질환이다. 그러나 잠재적인 근본 기전은 여전히 불완전하게 이해되고 있다. 멜라토닌은 신장에 보호 효과를 나타내는 것으로 보고되었으나, 글리포세이트와 경수에 노출된 마우스에서 멜라토닌이 신장 세뇨관 손상을 완화할 수 있는지에 대해서는 불분명하다. 본 연구에서는 마우스를 12주 동안 음수 형태로 고용량 및 환경적으로 관련성 있는 용량의 글리포세이트(각각 100 mg/kg·체중/일 및 0.7 mg/L) 및/또는 경수(각각 2500 mg/L CaCO3 및 250 mg/L Ca$^{2+}$)로 처리하였다. 우리는 고용량 글리포세이트 또는 경수 처리가 소변 내 $\beta$2-미세글로불린, 호중구 천리성 연골 분해 효소 관련 지질 운반 단백질 및/또는 알부민을 포함한 신장 손상 바이오마커 수치를 유의하게 증가시켰음을 발견하였다. 이러한 증가된 바이오마커 수치는 뚜렷한 형태학적 변화와 상관관계가 있었으며, 모든 변화는 환경적으로 관련성 있는 용량의 글리포세이트 및/또는 고 Ca$^{2+}$수 노출 동물에서도 관찰되었다. 고용량 글리포세이트 및 경수와 함께 투여된 멜라토닌(10 mg/kg·체중, 복강 주사, 12주간 매일)은 글리포세이트 및 경수에 의해 유도된 신장 손상 바이오마커 수치 증가 및 형태학적 변화를 억제하였으며, 이 결과는 흥미로웠다. 또한, 고용량과 환경적으로 관련성 있는 용량 모두에서 글리포세이트와 경수의 병용은 신장 조직에서 소포체(ER) 스트레스 마커 단백질인 Bip, ATF6 및 PERK뿐만 아니라 자가포식 관련 단백질(NLRP3 및 카스파아제 1 신호 전달 단백질)의 발현을 유의하게 상향 조절하였다. 유사하게, 멜라토닌은 고용량 글리포세이트와 경수에 의해 유도된 ER 스트레스 및 자가포식 증가를 유의하게 완화하였다. 요약하자면, 우리는 고용량과 환경적으로 관련성 있는 용량 모두에서 글리포세이트와 경수에 노출되는 것이 마우스에서 신장 기능을 저하시키며, 이러한 기능 장애는 멜라토닌에 의해 ER 스트레스 및 자가포식 억제를 통해 완화될 수 있다고 결론지었다. 본 연구 결과는 멜라토닌이 만성 신장 질환 치료에 잠재적인 치료 효과를 가질 수 있다는 개념을 뒷받침한다.ORIGINAL ABSTRACT
Chronic interstitial nephritis in agricultural communities (CINAC) is a severe and widespread disease that has been associated with environmental and occupational exposure to glyphosate and hard water. However, the potential underlying mechanisms remain incompletely understood. Melatonin is reported to exert protective effects on the kidney, but whether melatonin can attenuate renal tubular injury in mice exposed to glyphosate combined with hard water is unclear. Here, mice were treated with high doses and environmentally relevant doses of glyphosate (100 mg/kg·bw and 0.7 mg/L, respectively) and/or hard water (2500 mg/L CaCO3 and 250 mg/L Ca2+, respectively) via their drinking water for 12 weeks. We found that high-dose glyphosate or hard water treatment significantly increased the levels of biomarkers of renal damage, including β2-microglobulin, neutrophil gelatinase-associated lipid carrier protein, and/or albumin, in the urine; these increased biomarker levels were correlated with obvious morphological changes, and all of these changes were also observed in animals exposed to environmentally relevant doses of glyphosate and/or high Ca2+ water. Melatonin (10 mg/kg·bw, intraperitoneal injection, daily for 12 weeks) administered concomitantly with high doses of glyphosate and hard water inhibited the glyphosate- and hard water-induced increases in the levels of kidney injury biomarkers and changes in morphology; this result was intriguing. Additionally, glyphosate combined with hard water at both high and environmentally relevant doses significantly upregulated the expression of the endoplasmic reticulum (ER) stress marker proteins Bip, ATF6, and PERK as well as the pyroptosis-related proteins (NLRP3 and caspase 1 signaling proteins) in renal tissues. Similarly, melatonin significantly attenuated the increased ER stress and pyroptosis induced by high doses of glyphosate and hard water. In summary, we conclude that exposure to glyphosate and hard water at both high doses and environmentally relevant doses causes renal dysfunction in mice, and this dysfunction can be attenuated by melatonin, possibly through the inhibition of ER stress and pyroptosis. Our results support the notion that melatonin may have therapeutic potential for the treatment of chronic kidney diseases.| 저자 | Ding, F.; Zhang, L.; Wu, X.; Liu, Y.; Wan, Y.; Hu, J.; Zhang, X.; Wu, Q. |
|---|---|
| 저널 | Ecotoxicology and environmental safety |
| 권·호·쪽 | 241, 113803 |
| PMID | 36068739 |
| DOI | 10.1016/j.ecoenv.2022.113803 |
| MeSH | Animals; Endoplasmic Reticulum Stress; Glycine; Melatonin; Mice; Renal Insufficiency, Chronic; Glyphosate |