Comparative cyto- and genotoxicity assessment of glyphosate and glyphosate-based herbicides in human peripheral white blood cells.
Environ Res · 2019 · 179:108851 · PMID 31678731 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 발암성 > 유전독성 · 사람 · 직업 · 제형(GBH)
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글리포세이트는 농업용 살충제 중 가장 많이 사용되는 활성 성분이다. 이는 규제 기관에서 불활성 물질로 추정하는 다른 물질을 포함하는 750가지 이상의 다양한 글리포세이트계 제초제(GBHs) 제형에만 단독으로 사용된다. 현재 제형의 독성은 성분별로 평가되고 있어, 혼합물 내 가능한 복합적 영향은 무시되며, 인간 세포에 대한 글리포세이트 및 GBHs의 독성 효과에 관한 많은 연구 결과들이 일관성이 없다. 본 연구는 활성 성분인 글리포세이트와 GBHs가 인간 단핵구 백혈구(HMWB) 세포에 미치는 세포독성 및 유전독성 잠재력을 조사하고 비교한 최초의 연구이다. HMWB 세포를 37 °C에서 4시간 동안 증가하는 농도(1-1000 μM)의 글리포세이트 단독 처리와 세 가지 GBHs(Roundup Mega, Fozat 480 및 Glyfos)로 처리하여 형광 염색을 이용한 세포독성 효과와 코멧 분석을 이용한 유전독성 효과를 검사하였다. 추가적으로, 각 농도는 인간 간 S9 분획을 이용하여 대사 활성화 여부에 따라 테스트되었다. 우리는 글리포세이트 단독으로는 시험된 농도 범위에서 유의미한 세포독성이나 유전독성을 유발하지 않았음을 발견하였다. 반면, GBHs는 250 μM(Roundup Mega 및 Glyfos)와 500 μM(Fozat 480)에서 통계적으로 유의미한 세포 사멸을 유도하였으며, DNA 손상 또한 500 μM(Roundup Mega 및 Glyfos)와 750 μM(Fozat 480)에서 통계적으로 유의미하게 증가시켰다. 그러나 후자의 관찰 결과는 직접적인 DNA 손상이 아닌, 제형에 의해 가해지는 높은 수준의 세포 사멸(>70%)로 인해 설명될 수 있다. 대사 활성화는 Glyfos가 유도하는 DNA 손상 수준을 유의미하게 증가시켰으나, 다른 GBHs나 글리포세이트에는 그러하지 않았다. 제형과 활성 성분의 독성 양상에서 관찰된 차이는 제형 내 다른 성분들의 더 높은 세포독성 활성 또는 이들이 활성 성분인 글리포세이트와 상호작용하는 것 때문일 수 있다. 따라서 직업적 및 환경적 노출에 대한 실제 건강 위험을 평가하기 위해서는 제형에 대한 추가적인 조사가 중요하다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate is the most heavily applied active compound of agricultural pesticides. It is solely used in more than 750 different glyphosate-based herbicide formulations (GBHs) that also contain other substances, mostly presumed as inert by regulatory agencies. The toxicity of formulations is currently assessed substance by substance, neglecting possible combined effects in mixtures and many of the findings regarding the toxic effects of glyphosate and GBHs to human cells are inconsistent. This is the first study to investigate and compare the cyto- and genotoxic potential of the active ingredient glyphosate and GBHs in human mononuclear white blood (HMWB) cells. HMWB cells were treated for 4 h at 37 °C with increasing concentrations (1-1000 μM) of glyphosate alone and in three GBHs (Roundup Mega, Fozat 480 and Glyfos) to test cytotoxic effect with fluorescent colabelling and genotoxic effect with comet assay. In addition, each concentration was tested with and without metabolic activation using human liver S9 fraction. We found that glyphosate alone does not induce significant cytotoxicity and genotoxicity over the tested concentration range. Contrarily, GBHs induced statistically significant cell death from 250 μM (Roundup Mega and Glyfos) and 500 μM (Fozat 480), as well as statistically significant increase of DNA damage from 500 μM (Roundup Mega and Glyfos) and 750 μM (Fozat 480); however, the latter observation may not be explained by direct DNA injuries, rather due to the high level of cell death (>70%) exerted by the formulations. Metabolic activation significantly increased the DNA damage levels induced by Glyfos, but not of the other GBHs and of glyphosate. The differences observed in the toxic pattern of formulations and the active principle may be attributed to the higher cytotoxic activity of other ingredients in the formulations or to the interaction of them with the active ingredient glyphosate. Hence, further investigation of formulations is crucial for assessing the true health risks of occupational and environmental exposures.| 저자 | Nagy, K.; Tessema, R. A.; Budnik, L. T.; Ádám, B. |
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| 저널 | Environmental research |
| 권·호·쪽 | 179(Pt B), 108851 |
| PMID | 31678731 |
| DOI | 10.1016/j.envres.2019.108851 |
| MeSH | DNA Damage; Glycine; Herbicides; Humans; Leukocytes; Toxicity Tests; Glyphosate |