In vitro cytotoxicity and genotoxicity of single and combined pesticides used by Bolivian farmers.
Environ Mol Mutagen · 2022 · 63:4-17 · PMID 34881454 · 등급6 세포·모델 in vitro · 발암성 > 유전독성 · 사람
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본 연구진은 이전에 볼리비아의 농부들이 여러 살충제에 노출되며 일부는 높은 수준이었고, 이것이 유전적 손상 위험 증가와 관련 있음을 보여준 바 있다. 가능한 혼합 효과에 대한 이해를 높이기 위해, 인간 간 HepG2 세포를 이용하여 살충제의 세포독성 및 유전독성을 시험관 내에서 연구하였다. 연구된 살충제는 2,4-D, 클로르피리포스, 사이퍼메트린, 글리포세이트, 메타미도포스, 파라콰트, 프로페노포스, 그리고 테부코나졸이었다. 세 가지 혼합물(U1, U2, 및 U3)은 소변 중 살충제 대사산물 프로파일을 기반으로 하였고, 한 혼합물(S1)은 가장 빈번하게 사용되는 살충제를 기반으로 하였다. 그 결과 파라콰트와 메타미도포스가 가장 세포독성이 높은 살충제(EC50 ≤ 0.3 mM)인 것으로 나타났다. 파라콰트, 클로르피리포스, 테부코나졸 및 클로르피리포스 또는 테부코나졸의 상당한 비율을 포함하는 U1, U2, 및 U3 혼합물은 세포 내 ROS 수준을 유의하게 증가시켰다. 대부분의 살충제는 Chk1 및 H2AX 단백질을 통해 DNA 손상 신호 전달을 활성화시켰다. 가장 강한 반응은 파라콰트, 프로페노포스, 클로르피리포스, 사이퍼메트린 및 파라콰트를 25% 함유한 S1 혼합물에 의해 유도되었다. 코멧 분석 결과, 각각 높은 수준의 사이퍼메트린과 파라콰트를 포함하는 U2 및 S1 혼합물에 반응하여 파라콰트와 사이퍼메트린에 대한 DNA 손상이 유의하게 증가하였음이 밝혀졌다. 요약하자면, 본 연구에서는 시험된 살충제들이 단독으로 또는 혼합물 형태로 전반적으로 산화 스트레스를 유도하며, 대부분의 살충제, 특히 파라콰트와 사이퍼메트린은 HepG2 세포에서 유전독성을 가짐을 보여주었다. 또한 이 두 살충제가 우세한 혼합물들이 뚜렷한 유전독성 효능을 보였으며, 이는 본 연구진의 이전 인구 집단 연구 결과와 일치하였다.ORIGINAL ABSTRACT
We previously showed that farmers in Bolivia are exposed to many pesticides, some at elevated levels, and that this was associated with increased risk of genetic damage. To improve the understanding of possible mixture effects, the cytotoxicity and genotoxicity of pesticides were studied in vitro using human liver HepG2 cells. The studied pesticides were 2,4-D, chlorpyrifos, cypermethrin, glyphosate, methamidophos, paraquat, profenofos, and tebuconazole. Three mixtures (U1, U2, and U3) were based on profiles of urinary pesticide metabolites and one mixture on the most frequently used pesticides (S1). The results showed that paraquat and methamidophos were the most cytotoxic pesticides (EC50 ≤0.3 mM). Paraquat, chlorpyrifos, tebuconazole, and the U1, U2, and U3 mixtures, which contained a large proportion of either chlorpyrifos or tebuconazole, significantly increased intracellular ROS levels. Most pesticides activated DNA damage signaling through proteins Chk1 and H2AX. Strongest responses were elicited by paraquat, profenofos, chlorpyrifos, cypermethrin, and the S1 mixture, which contained 25% paraquat. Comet assay revealed significant increases of DNA damage in response to paraquat, cypermethrin, and U2 and S1 mixtures, which contained high levels of cypermethrin and paraquat, respectively. In summary, we showed that the tested pesticides, alone or in mixtures, in general induced oxidative stress and that most pesticides, and especially paraquat and cypermethrin, were genotoxic in HepG2 cells. We could also show that mixtures dominated by these two pesticides displayed a marked genotoxic potency, which agreed with our previous population studies.| 저자 | Barrón Cuenca, J.; de Oliveira Galvão, M. F.; Ünlü Endirlik, B.; Tirado, N.; Dreij, K. |
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| 저널 | Environmental and molecular mutagenesis |
| 권·호·쪽 | 63(1), 4-17 |
| PMID | 34881454 |
| DOI | 10.1002/em.22468 |
| MeSH | Bolivia; Chlorpyrifos; DNA Damage; Farmers; Humans; Paraquat; Pesticides |