Alterations in cell viability, reactive oxygen species production, and modulation of gene expression involved in mitogen-activated protein kinase/extracellular regulating kinase signaling pathway by glyphosate and its commercial formulation in hepatocellular carcinoma cells.
Toxicol Ind Health · 2023 · 39:81-93 · PMID 36625791 · 등급6 세포·모델 원저 · 발암성 > 산화스트레스·기전 · 사람 · 제형(GBH)
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글리포세이트(N-phosphonomethyl glycine)는 농업 및 임업에서 광범위하게 사용되는 비선택성 유기인계 제초제이다. 본 연구에서는 글리포세이트 활성 화합물과 상용 제형(Roundup Star®)이 인간 간세포암(HepG2) 세포주에 미치는 독성 영향을 조사하였으며, 여기에는 세포독성, 세포 증식, 활성산소종(ROS) 수준 및 HO-1, Hsp70 Nrf2, L-FABP, Keap1과 같은 산화 스트레스 관련 유전자 발현 변화가 포함되었다. MTT 및 NRU 검사 결과, Roundup Star®의 IC50 값은 각각 219 μM와 140 μM이었으며, 글리포세이트는 연구된 농도에서 세포 사멸을 유도하지 못하여 이 세포주에 대한 IC50 값을 결정할 수 없었다. Roundup Star를 50 및 100 μM 농도로 처리했을 때 세포 증식이 각각 39.58%와 52%로 유의하게 증가하였으며, 이는 글리포세이트 200 μM 처리 시 증가한 35.38%에 해당한다. ROS 수준은 Roundup Star를 25 및 100 μM으로 처리했을 때 각각 27.97%와 44.77% 증가하였고, 글리포세이트 노출 시에는 100 및 200 μM에서 각각 32.74%와 38.63% 증가하였다. 결론적으로, Roundup Star와 글리포세이트는 선택된 유전자들의 미토겐 활성화 단백질 키나아제/세포외 신호 조절 키나아제(MAPK/ERK) 신호 전달 경로 관련 발현 수준을 유의하게 증가시켰다. 이는 ROS 생성과 MAPK/ERK 신호 전달 경로가 간세포에서 글리포세이트 독성의 주요 분자 메커니즘일 수 있음을 시사한다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate (N-phosphonomethyl glycine) is a non-selective, organophosphate herbicide widely used in agriculture and forestry. We investigated the possible toxic effects of the glyphosate active compound and its commercial formulation (Roundup Star®) in the human hepatocellular carcinoma (HepG2) cell line, including their effects on the cytotoxicity, cell proliferation, reactive oxygen species (ROS) levels, and expression of oxidative stress-related genes such as HO-1, Hsp70 Nrf2, L-FABP, and Keap1. MTT and NRU tests indicated that the IC50 values of Roundup Star® were 219 and 140 μM, respectively, and because glyphosate failed to induce cell death at the studied concentrations, an IC50 value could not be determined for this cell line. Roundup Star at concentrations of 50 and 100 μM significantly increased (39.58% and 52%, respectively) cell proliferation, which 200 μM of glyphosate increased by 35.38%. ROS levels increased by 27.97% and 44.77% for 25 and 100 μM of Roundup Star and 32.74% and 38.63% for 100 and 200 μM of glyphosate exposure. In conclusion, Roundup Star and glyphosate significantly increased expression levels of selected genes related to the mitogen-activated protein kinase/extracellular signal-regulated kinase (MAPK/ERK) signaling pathway. This suggests that ROS production and the MAPK/ERK signaling pathway may be key molecular mechanisms in the toxicity of glyphosate in liver cells.| 저자 | Mehtiyev, T.; Karaman, E. F.; Ozden, S. |
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| 저널 | Toxicology and industrial health |
| 권·호·쪽 | 39(2), 81-93 |
| PMID | 36625791 |
| DOI | 10.1177/07482337221149571 |
| MeSH | Humans; Reactive Oxygen Species; Carcinoma, Hepatocellular; Kelch-Like ECH-Associated Protein 1; Mitogen-Activated Protein Kinases; Cell Survival; Liver Neoplasms; NF-E2-Related Factor 2; Cell Line; Glycine; Signal Transduction; Gene Expression; Herbicides; Glyphosate |