Glyphosate below no-observed-adverse-effect level exacerbates fatty liver hemorrhagic syndrome in laying hens.
Poult Sci · 2025 · 104:105847 · PMID 40974996 · 등급5 동물·현장 동물실험 · 비발암 건강영향 > 장내미생물 · 사람 · 식이
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글리포세이트(GLY)는 세균의 시키미테 경로를 억제함으로써 장내미생물총 항상성을 교란시켜 동물과 인간에게 건강상의 문제를 야기할 수 있다. 그러나 특히 무독성영향수준 이하의 노출에 대한 GLY가 산란계의 지방간 출혈 증후군(FLHS)에 미치는 영향에 대해서는 보고된 정보가 적었다. 본 연구는 고에너지 저단백 식이(HELPD)로 유도된 산란계 FLHS 모델을 이용하여 GLY 노출이 FLHS 진행에 미치는 영향을 조사하는 것을 목표로 하였다. 건강한 하일라인 브라운 산란계 90마리를 무작위로 3개 그룹으로 할당하였고, 6주 동안 다음과 같은 사료를 급여하였다: 대조군(기초 사료 급여), FLHS군(HELPD 급여), 및 FLHS + GLY군 [GLY가 포함된 HELPD (체중 대비 일일 47 mg/kg) 급여]. 미생물총 및 대사체 분석을 위해 신선 분변을 수집하였으며, 분변미생물 이식(FMT) 실험도 수행하였다. 간은 차등 발현 유전자 분석을 위해, 그리고 결장은 장 투과성 측정을 위해 수집되었다. 그 결과, GLY 노출은 장내미생물총을 재편하고 장 투과성을 증가시킴으로써 FLHS 산란계의 간 손상 및 지질 침착을 악화시키는 것으로 나타났다. 구체적으로, GLY 노출은 *Escherichia-Shigella*, *Bacteroides*, *Erysipelothrix*, *Desulfobvibrio*, 및 *Eggerthellain*의 상대적 풍부도를 유의하게 증가시켰으며, *Lactobacillus*와 *Bifidobacterium*의 상대적 풍부도는 현저히 감소시켜 장내 트립토판 대사산물(3-hydroxyanthranilic acid, 5-hydroxyindoleacetic acid, kynurenic acid, 4-(2-aminophenyl)-2,4-dioxobutanoic acid, tryptamine, 및 indole-3-carboxylic acid 포함)의 감소를 유발하였고, 이는 아릴 탄화수소 수용체 경로를 억제하여 장 무결성을 손상시켰다. 장 장벽 기능 장애는 혈청 LPS 수치 증가로 이어져 TLR4/MyD88/NF-$\kappa$B 경로 활성화 및 Nrf2/Keap1 경로 억제를 통해 간에 염증과 산화 스트레스를 유발하였다. 나아가, FMT 실험은 GLY 노출이 장내미생물총 의존적으로 FLHS를 악화시킴을 입증하였다. 종합적으로, 이러한 결과는 GLY 노출이 장-간 축(gut-liver axis)을 조절함으로써 산란계의 FLHS 진행을 악화시킨다는 것을 보여준다. 본 연구는 무독성영향수준 이하의 GLY 노출이 동물 복지에 미치는 유해 영향을 평가하기 위한 이론적 근거를 제공한다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate (GLY) can disturb gut microbiota homeostasis through inhibiting bacterial shikimate pathway to pose a health challenge to animals and humans. But little information was reported about the influence of GLY on fatty liver hemorrhagic syndrome (FLHS) in laying hens, especially the exposure below no-observed-adverse-effect level. This study aimed to investigate the effects of GLY exposure on the progression of FLHS using a laying hen FLHS model induced by high-energy low-protein diet (HELPD). Ninety healthy Hyline brown laying hens were randomly allocated into 3 groups and subjected to the following feed for 6 weeks: Control group (fed with a basal diet), FLHS group (fed with HELPD), and FLHS + GLY group [fed with HELPD containing GLY (equal to 47 mg/kg body weight/d)]. Fresh feces were collected for microbiome and metabolome analysis, as well as fecal microbiota transplantation (FMT) experiments. The liver was collected for differentially expressed gene analysis and the colon for gut permeability determination. The results revealed that GLY exposure aggravated liver damage and lipid deposition by reshaping gut microbiota and increasing gut permeability in FLHS hens. Specifically, GLY exposure significantly elevated the relative abundance of Escherichia-Shigella, Bacteroides, Erysipelothrix, Desulfobvibrio, and Eggerthellain, while markedly decreased the relative abundance of Lactobacillus and Bifidobacterium, thus instigating the decline of certain tryptophan metabolites, including 3-hydroxyanthranilic acid, 5-hydroxyindoleacetic acid, kynurenic acid, 4-(2-aminophenyl)-2,4-dioxobutanoic acid, tryptamine, and indole-3-carboxylic acid in the gut, which inhibited aryl hydrocarbon receptor pathway to impair gut integrity. The impaired gut barrier led to the increase of serum LPS level, triggering inflammation and oxidative stress in the liver via activating TLR4/MyD88/NF-κB pathway and inhibiting Nrf2/Keap1 pathway. Furthermore, FMT experiments substantiated that GLY exposure aggravated FLHS in a gut microbiota-dependent manner. Collectively, these findings demonstrate that GLY exposure aggravates the progression of FLHS in laying hens through modulating the gut-liver axis. This study provides theoretical basis for assessing adverse effects of GLY exposure below no-observed-adverse-effect level on animal welfare.| 저자 | Liu, J.; Sun, G.; Zhang, H.; Liu, H.; Wang, X.; Miao, Z. |
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| 저널 | Poultry science |
| 권·호·쪽 | 104(11), 105847 |
| PMID | 40974996 |
| DOI | 10.1016/j.psj.2025.105847 |
| MeSH | Animals; Female; Chickens; Glycine; Poultry Diseases; Gastrointestinal Microbiome; Glyphosate; Random Allocation; Animal Feed; Diet; Fatty Liver; Diet, Protein-Restricted; Hemorrhage; Herbicides; Fecal Microbiota Transplantation |