Tea polyphenols attenuate glufosinate-induced breast injury by reducing endoplasmic reticulum stress and autophagy.
J Hazard Mater · 2025 · 495:138823 · PMID 40482513 · 등급5 동물·현장 동물시험 · 발암성 > 산화스트레스·기전 · 포유동물 · 제형(GBH)
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글리포세이트계 제초제(GBHs)의 과도한 사용으로 인해 옥수수 및 알팔파 사일리지 내 약물 잔류량이 기준치를 초과하여 낙농동물의 유방 건강에 영향을 미칠 수 있다. 글루포시네이트-암모늄(GLA)이 유방 발달에 미치는 역할은 완전히 이해되지 않았다. 따라서 본 연구의 목적은 GLA 노출로 인한 유방 병변을 시험관 내 및 생체 내에서 조사하는 것이었다. 정의된 GLA 노출 한계를 바탕으로, 임신한 마우스 노출 모델을 확립하여 유방 조직에 대한 GLA 노출로 인한 손상을 탐구하였고, 차(tea) 폴리페놀(TP)이 매개하는 보호 기전을 제시하였다. 본 연구는 태아기 GLA 노출이 유방 조직에 염증과 산화 스트레스를 유발함을 보여주었다. H-GLA 그룹에서 산화환원효소 복합체 및 미토콘드리아 단백질 복합체의 발현이 하향 조절되어, GLA가 미토콘드리아 기능에 영향을 줄 수 있음을 시사하였다. 유방 조직의 결합 전사체 및 단백체 분석 결과, 차등적으로 발현된 유전자들이 생물학적 조절 및 이온 수송 관련 생물학적 과정에 풍부하게 나타났다. 주요 차등 유전자인 ER 단백질 보유 수용체 1(KDELR1)은 GLA가 소포체 기능에 영향을 줄 수 있음을 시사하였다. 시험관 내 실험을 통해 GLA가 미토파지 및 ERS를 활성화시키고, 이후 카스파아제 3와 같은 아<0xED><0x92><0x94>토시스 단백질의 상향 조절로 이어져 세포 아<0xED><0x92><0x94>토시스를 유발하고 궁극적으로 유방 조직 손상을 일으킬 수 있음을 확인하였다. TP의 강력한 항산화 특성은 세포 산화 균형을 회복시키고 세포 내 ROS 함량을 감소시키며 염증 인자의 발현을 줄임으로써 세포 손상을 완화할 수 있다. 동시에, TP는 자가포식 단백질인 LC3와 P62의 발현을 회복시키고 미토파지를 감소시킬 수 있다. 또한, TP는 GLA 노출로 유도된 PERK/eIF2$\alpha$/CHOP 경로의 활성화를 줄이고 ERS를 완화함으로써 세포 아<0xED><0x92><0x94>토시스를 감소시킬 수 있다. 이러한 발견들은 GLA 유발 유방 조직 손상의 기전을 밝히고, 임신 중 가축에서 GLA 노출 위험에 대한 이해도를 높였으며, TP가 GLA 중독에 대해 잠재적인 보호 효과를 가질 수 있음을 시사하였다.ORIGINAL ABSTRACT
Owing to the excessive use of glyphosate-based herbicides (GBHs), the amount of drug residues in corn and alfalfa silage exceeds the standard, which may affect the mammary health of dairy animals. The role of glufosinate-ammonium (GLA) in mammary development is not fully understood. Therefore, the aim of this study was to investigate mammary lesions caused by exposure to GLA in vitro and in vivo. Based on the GLA exposure limit defined, a pregnant mouse exposure model was established to explore the damage caused by GLA exposure in the mammary gland, and a protective mechanism mediated by tea polyphenols (TP) was proposed. Our study shows that perinatal GLA exposure induces inflammation and oxidative stress in the mammary gland. The expression of oxidoreductase complex and mitochondrial protein complex was down-regulated in H-GLA group, suggesting that GLA may affect mitochondrial function. The combined transcriptome and proteomics analysis of mammary gland showed that the differentially expressed genes were enriched in biological regulation and ion transport related biological processes. The key differential gene ER protein retention receptor 1 (KDELR1) suggested that GLA may affect the function of endoplasmic reticulum. In vitro experiments have confirmed that it can activate mitophagy and ERS, and then lead to the up-regulation of apoptosis proteins such as Caspase 3, leading to cell apoptosis, thereby causing breast tissue damage. The strong antioxidant properties of TP can alleviate cell damage by restoring cellular oxidative balance, reducing intracellular ROS content and reducing the expression of inflammatory factors. At the same time, TP could restore the expression of autophagy proteins LC3 and P62, and reduce mitophagy. At the same time, TP can reduce the activation of PERK/eIF2α/CHOP pathway induced by GLA exposure and alleviate ERS, thereby reducing cell apoptosis. These findings shed light on the mechanism of GLA-induced mammary gland damage, improved our understanding of the risk of GLA exposure in domestic animals during pregnancy, and suggested that TP may have potential protective effects against GLA poisoning.| 저자 | Li, F.; Wang, Z.; Luo, M.; Hu, J.; Wang, H.; He, Y.; Li, D.; Yuan, Y.; Hou, J.; Song, Y.; Zhang, L.; Cao, B.; An, X. |
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| 저널 | Journal of hazardous materials |
| 권·호·쪽 | 495, 138823 |
| PMID | 40482513 |
| DOI | 10.1016/j.jhazmat.2025.138823 |
| MeSH | Animals; Female; Endoplasmic Reticulum Stress; Autophagy; Polyphenols; Mammary Glands, Animal; Mice; Tea; Pregnancy; Oxidative Stress; Apoptosis |