Glyphosate-induced gut microbiota dysbiosis facilitates male reproductive toxicity in rats.
Sci Total Environ · 2022 · 805:150368 · PMID 34543792 · 등급5 동물·현장 동물시험 · 비발암 건강영향 > 장내미생물 · 포유동물
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글리포세이트(GLY)는 만연한 환경 오염물질로서 다양한 질병과 밀접하게 관련된 장내 미생물총 불균형을 초래할 수 있다. 최신 연구들은 장내 미생물 변화와 결함 있는 정자 생성을 연관지어 왔다. 본 연구에서는 GLY 유도성 장내 미생물총 불균형이 남성 생식 독성에 기여하는지를 조사하고자 하였다. 데이터 분석 결과, GLY에 노출된 쥐는 고환 구조의 손상, 감소된 정자 운동성, 그리고 증가된 정자 기형률로 입증되는 남성 생식 기능 장애를 보였다. 16S rDNA 염기서열 분석은 GLY 노출이 장내 공생 미생물총의 구성을 변화시켰으며, 이 중 박테로이데테스(Bacteroidetes)와 FIRMICUTES 문(phylum)의 상대적 풍부도가 유의하게 변했음을 나타냈다. 예상과 달리, Prevotella_1 및 Bacteroides 속의 증가된 풍부도는 정자 품질과 음의 상관관계를 보였다. 기전적으로, GLY에 노출된 고환의 병리학적 변화는 장내 미생물에서 유래한 Th17 세포 이동으로 인해 증가한 인터루킨(IL)-17A 생성과 동반되었다. 더욱이, IL-17A 신호 전달 활성화는 고환 산화 손상을 유발하였다. 종합해 볼 때, 이러한 발견들은 장내 미생물총 불균형에 의해 주도된 국소 IL-17A 생성이 GLY로 인한 남성 생식 독성의 한 원인임을 밝히며, 포유류에서 GLY의 남성 생식 독성에 대한 새로운 통찰을 제공한다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate (GLY), a ubiquitous environmental pollutant, can result in gut microbiota dysbiosis intimately involving various diseases. The latest research has shown an association between gut microbiota alteration and defective spermatogenesis. Here, we aimed to investigate whether GLY-induced gut microbiota dysbiosis contributed to male reproductive toxicity. Data showed that GLY-exposed rats exhibited male reproductive dysfunction, evidenced by impaired testis architectural structure, reduced sperm motility, together with increased sperm malformation ratio. 16S rDNA sequencing analysis indicated that GLY exposure altered the composition of gut commensal microbiota, of which the relative abundance of Bacteroidetes and Firmicutes phyla was significantly changed. Unexpectedly, the increased abundance of Prevotella_1 and Bacteroides genera was negatively correlated with sperm quality. Mechanistically, the pathological changes in GLY-exposed testis were accompanied by the increased interleukin (IL)-17A production, probably due to gut microbes-derived Th17 cell migration. Furthermore, activation of IL-17A signaling triggered testicular oxidative damage. Taken together, these findings uncover an underlying mechanistic scenario that gut microbiota dysbiosis-driven local IL-17A production is one reason responsible for male reproductive toxicity induced by GLY, which provides new insights into the male reproductive toxicity of GLY in mammals.| 저자 | Liu, J. B.; Chen, K.; Li, Z. F.; Wang, Z. Y.; Wang, L. |
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| 저널 | The Science of the total environment |
| 권·호·쪽 | 805, 150368 |
| PMID | 34543792 |
| DOI | 10.1016/j.scitotenv.2021.150368 |
| MeSH | Animals; Dysbiosis; Gastrointestinal Microbiome; Glycine; Male; RNA, Ribosomal, 16S; Rats; Sperm Motility; Glyphosate |