Glyphosate induces toxicity and modulates calcium and NO signaling in zebrafish embryos.
Biochem Biophys Res Commun · 2019 · 513:1070-1075 · PMID 31010672 · 등급5 동물·현장 원저 · 환경과 생태 > 수생생물 · 수생생물
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글리포세이트는 전 세계적으로 사용되는 제초제로, 오염물질로 부상하였다. 그러나 그 독성 효과에 대해서는 규제 당국 간에 논란이 존재한다. 따라서 이러한 화학 물질의 사용을 지속적으로 관찰하는 것이 필수적이며, 그 영향은 재평가되어야 한다. 본 연구에서는 제브라피시 배아를 이용하여 글리포세이트의 독성 효과와 그 기전을 평가하였다. 글리포세이트는 시간 및 농도 의존적으로 유의미한 독성을 유발하는 것으로 나타났다. 48시간 노출 후 LD50은 $66.04 \pm 4.6 \mu\text{g/mL}$로 관찰되었다. 글리포세이트에 노출되었을 때 심장 박동수가 시간 및 농도 의존적으로 유의하게 감소하여 심장 독성을 시사하였다. 또한, Cacana1C(L형 칼슘 채널) 및 ryr2a(리아노딘 수용체) 유전자의 선택적 하향 조절과 hspb11(열 충격 단백질) 유전자의 선택적 상향 조절이 관찰되어 칼슘 신호 전달의 변화를 나타냈다. 글리포세이트에 노출되었을 때 제브라피시 배아에서 산화질소($\text{NO}$) 생성 감소도 관찰되었다. 본 연구 결과는 글리포세이트가 시간 및 농도 의존적으로 심장 독성을 포함한 유의미한 독성을 제브라피시 배아에 유발함을 나타낸다. 나아가, 이러한 심장 독성은 칼슘 및 $\text{NO}$ 신호 전달의 변화에 기인할 수 있다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate, an herbicide used worldwide, has emerged as a pollutant. However, its toxic effects are debated by regulatory authorities. Therefore, it is essential to keep the use of such chemicals under continuous observation, and their effects must be re-evaluated. We used zebrafish embryos to evaluate the toxic effects of glyphosate and its mechanisms. We found that glyphosate induced significant toxicity in a time and concentration-dependent manner. We observed an LD50 of 66.04 ± 4.6 μg/mL after 48 h of exposure. Glyphosate significantly reduced the heartbeat in a time and concentration-dependent manner indicating cardiotoxicity. Selective downregulation of Cacana1C (L-type calcium channel) and ryr2a (Ryanodine receptor) genes along with selective upregulation of hspb11 (heat shock protein) gene was observed upon exposure to glyphosate indicating alterations in the calcium signaling. A reduction in the nitric oxide (NO) generation was also observed in the zebrafish embryos upon exposure to glyphosate. Our results indicate that glyphosate induces significant toxicity including cardiotoxicity in zebrafish embryos in a time and concentration-dependent manner. Further, cardiotoxicity may be due to changes in calcium and NO signaling.| 저자 | Gaur, H.; Bhargava, A. |
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| 저널 | Biochemical and biophysical research communications |
| 권·호·쪽 | 513(4), 1070-1075 |
| PMID | 31010672 |
| DOI | 10.1016/j.bbrc.2019.04.074 |
| MeSH | Animals; Calcium; Cardiotoxicity; Dose-Response Relationship, Drug; Embryo, Nonmammalian; Glycine; Herbicides; Nitric Oxide; Signal Transduction; Time Factors; Zebrafish; Glyphosate |