Micronucleus Formation Induced by Glyphosate and Glyphosate-Based Herbicides in Human Peripheral White Blood Cells.
Front Public Health · 2021 · 9:639143 · PMID 34109144 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 발암성 > 유전독성 · 사람 · 제형(GBH)
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글리포세이트는 전 세계적으로 가장 흔하게 사용되는 제초제이며, 이로 인해 환경에 축적되어 광범위한 인간 노출을 초래하였다. 글리포세이트는 활성 성분의 제초 효과를 높이기 위해 공용매(co-formulants)를 포함하는 수많은 글리포세이트계 제초제 제형(GBHs)으로 판매되지만, 이들은 불활성 물질로 신고된다. 그러나 이러한 다른 성분들 자체적으로 생물학적 활성을 가질 수 있으며, 글리포세이트와 시너지 독성을 나타낼 수 있다. 본 연구에서는 형광 공동 표지법 및 WST-1 세포 생존율 분석을 이용한 세포독성 조사와 분리된 인간 단핵구 백혈구를 이용한 세포분열 블록 미세핵(cytokinesis block micronucleus) 분석을 통해 활성 성분인 글리포세이트와 세 가지 시판 GBHs(Roundup Mega, Fozat 480, Glyfos)의 세포유전학적 영향을 비교하는 데 중점을 두었다. 글리포세이트는 시험된 농도 범위(0-10,000 μM)에서 주목할 만한 세포독성 활성을 나타내지 않았으나, 선택된 모든 GBHs는 대사 활성화(S9) 여부와 관계없이 1,000 μM부터 유의미한 세포 사멸을 유도하였다. 글리포세이트 및 그 제형에 의한 저세포독성 농도(0-100 μM)에서의 미세핵(MN) 형성은 다양한 양상을 보였다. 글리포세이트는 20시간 노출 후 최고 농도(100 μM)에서 MN 빈도의 통계적으로 유의미한 증가를 유발하였다. 대조적으로, Roundup Mega는 4시간 및 20시간 노출 모두에서 100 μM에서 유의미한 유전독성 영향을 나타냈으며, 더욱이 Glyfos와 Fozat 480 역시 각각 4시간 및 20시간 처리 후 10 μM 농도부터 MN 빈도의 통계적으로 유의미한 증가를 초래하였다. S9의 존재는 글리포세이트 또는 GBHs에 의해 유도된 MN 형성에 영향을 미치지 않았다. 활성 성분과 제형 간의 세포독성 및 유전독성 양상에서 관찰된 차이점은 제형 내 공용매의 존재나 이들이 활성 성분과 상호작용하는 것이 제초제 제품의 독성 증가에 책임이 된다는 이전 개념을 확인시켜 주었으며, 현재 유럽에서 이미 금지된 POEA 함유 제형(예: Glyfos)과 견줄 만한 독성을 가진 GBHs가 여전히 사용되고 있다는 사실에 주의를 환기시킨다. 따라서 노출된 개인의 실제 건강 위험을 평가하기 위해 추가적인 포괄적 독성학적 스크리닝을 거치고, 사용자들에게 자유롭게 이용 가능하도록 하는 것을 재고할 필요가 있다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate is the most commonly used herbicide around the world, which led to its accumulation in the environment and consequent ubiquitous human exposure. Glyphosate is marketed in numerous glyphosate-based herbicide formulations (GBHs) that include co-formulants to enhance herbicidal effect of the active ingredient, but are declared as inert substances. However, these other ingredients can have biologic activity on their own and may interact with the glyphosate in synergistic toxicity. In this study, we focused to compare the cytogenetic effect of the active ingredient glyphosate and three marketed GBHs (Roundup Mega, Fozat 480, and Glyfos) by investigating cytotoxicity with fluorescent co-labeling and WST-1 cell viability assay as well as genotoxicity with cytokinesis block micronucleus assay in isolated human mononuclear white blood cells. Glyphosate had no notable cytotoxic activity over the tested concentration range (0-10,000 μM), whereas all the selected GBHs induced significant cell death from 1,000 μM regardless of metabolic activation (S9). Micronucleus (MN) formation induced by glyphosate and its formulations at sub-cytotoxic concentrations (0-100 μM) exhibited a diverse pattern. Glyphosate caused statistically significant increase of MN frequency at the highest concentration (100 μM) after 20-h exposure. Contrarily, Roundup Mega exerted a significant genotoxic effect at 100 μM both after 4- and 20-h exposures; moreover, Glyfos and Fozat 480 also resulted in a statistically significant increase of MN frequency from the concentration of 10 μM after 4-h and 20-h treatment, respectively. The presence of S9 had no effect on MN formation induced by either glyphosate or GBHs. The differences observed in the cytotoxic and genotoxic pattern between the active principle and formulations confirm the previous concept that the presence of co-formulants in the formulations or the interaction of them with the active ingredient is responsible for the increased toxicity of herbicide products, and draw attention to the fact that GBHs are still currently in use, the toxicity of which rivals that of POEA-containing formulations (e.g., Glyfos) already banned in Europe. Hence, it is advisable to subject them to further comprehensive toxicological screening to assess the true health risks of exposed individuals, and to reconsider their free availability to any users.| 저자 | Nagy, K.; Argaw Tessema, R.; Szász, I.; Smeirat, T.; Al Rajo, A.; Ádám, B. |
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| 저널 | Frontiers in public health |
| 권·호·쪽 | 9, 639143 |
| PMID | 34109144 |
| DOI | 10.1007/s11356-016-7425-3 |
| MeSH | Europe; Glycine; Herbicides; Humans; Leukocytes; Glyphosate |