Developmental toxicity and estrogenicity of glyphosate in zebrafish in vivo and in silico studies.
Chemosphere · 2023 · 343:140275 · PMID 37758082 · 등급5 동물·현장 동물시험 · 환경과 생태 > 수생생물 · 수생생물
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전 세계적으로 가장 많이 사용되는 제초제인 글리포세이트(GLY)는 다양한 환경에서 검출되었으며 그 생태학적 및 건강 영향에 대한 우려를 제기하고 있다. GLY가 내분계 교란을 일으킬 수 있는지에 대해서는 논쟁이 존재한다. 본 연구에서는 딥러닝 기반 형태 측정 분석(DLMA)을 이용하여 제브라피시에서 GLY의 발달 독성을 조사하였다. 또한, GLY의 에스트로겐 활성은 내분계 교란 예측, 도킹 연구 및 생체 내 실험을 통해 평가되었다. 그 결과, 환경 농도의 GLY에 노출된 것은 제브라피시의 발달에 부정적인 영향을 미쳐 난황 부종과 심낭 부종을 유발하였다. 내분계 교란 예측은 GLY가 에스트로겐 수용체(ER)를 표적으로 삼을 수 있음을 시사하였다. 분자 도킹 분석은 GLY가 세 가지 제브라피시 ER에 결합함을 보여주었다. 생체 내 제브라피시 실험에서 GLY는 ER$\alpha$의 단백질 수준과 cyp19a, HSD17b1, vtg1, vtg2, esr1, esr2a 및 esr2b의 mRNA 수준을 증가시켰다. 이러한 결과들은 GLY가 ER을 표적으로 삼아 내분계 교란 물질로 작용할 수 있음을 시사하며, 이는 수생 동물에 대한 잠재적 독성에 있어 추가적인 주의를 요한다.ORIGINAL ABSTRACT
As the most heavily used herbicide globally, glyphosate (GLY) has been detected in a variety of environments and has raised concerns about its ecological and health effects. There is debate as to whether GLY may disrupt the endocrine system. Here, we investigated the developmental toxicity of GLY in zebrafish based on deep learning-enabled morphometric analysis (DLMA). In addition, the estrogenic activity of GLY was assessed by endocrine disruption prediction, docking study and in vivo experiments. Results showed that exposure to environmental concentrations of GLY negatively impacted zebrafish development, causing yolk edema and pericardial edema. Endocrine disruption prediction suggested that GLY may target estrogen receptors (ER). Molecular docking analysis revealed binding of GLY to three zebrafish ER. In vivo zebrafish experiment, GLY enhanced the protein levels of ERα and the mRNA levels of cyp19a, HSD17b1, vtg1, vtg2, esr1, esr2a and esr2b. These results suggest that GLY may act as an endocrine disruptor by targeting ER, which warrants further attention for its potential toxicity to aquatic animals.| 저자 | Lu, J.; Zhang, C.; Xu, W.; Chen, W.; Tao, L.; Li, Z.; Cheng, J.; Zhang, Y. |
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| 저널 | Chemosphere |
| 권·호·쪽 | 343, 140275 |
| PMID | 37758082 |
| DOI | 10.1016/j.chemosphere.2023.140275 |
| MeSH | Animals; Zebrafish; Glycine; Glyphosate; Endocrine Disruptors; Molecular Docking Simulation; Herbicides; Water Pollutants, Chemical; Receptors, Estrogen; Zebrafish Proteins; Estrogens; Computer Simulation; Embryo, Nonmammalian |