Kidney developmental effects of metal-herbicide mixtures: Implications for chronic kidney disease of unknown etiology.
Environ Int · 2020 · 144:106019 · PMID 32818823 · 등급5 동물·현장 원저 · 비발암 건강영향 > 신장 · 수생생물 · 식이
요약 생성 대기 중입니다.
초록 전문 번역 · gemma4:e4b
원인 불명의 만성 신장병(CKDu)은 아메리카와 남아시아의 여러 농업 공동체에 영향을 미치는 신흥적인 전 세계적 관심사이다. 식수 내 중금속(예: Cd, As, Pb, V) 및 유기 살충제(예: 글리포세이트)와 같은 환경 오염 물질이 소아 발병 및 이 질병의 진행에 관여하는 것으로 가정되어 왔다. 그러나 식수 내 화학 오염 물질과 이러한 화합물 및 혼합물이 신장 발달 및 기능에 미치는 영향에 대한 포괄적인 분석은 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 가장 많이 영향을 받은 국가 중 하나인 스리랑카의 CKDu 영향을 받는 지역의 퇴적물 및 식수에 대해 표적 및 비표적 화학 분석을 수행하였다. 이후 독성학 및 신장병 모델 동물인 제브라피시(Danio rerio)를 사용하여 (i) CKDu 풍토 지역과 비풍토 지역에서 유래한 환경 샘플 노출 및 (ii) Cd, As, V, Pb, 그리고 글리포세이트 단일 화합물 및 혼합물에 대한 신장 발달 영향을 조사하였다. 우리는 식수가 신독성 화합물을 포함하여 다양한 유기 화학 물질과 중금속으로 오염되어 있으나, 이는 음용에 안전하다고 간주되는 수준임을 발견하였다. 신장 발달 마커(pax2a) 및 신장 손상(kim1)을 조사한 조직학적 연구와 유전자 발현 분석은 신장 발달에 대한 새로운 금속 및 글리포세이트-금속 혼합물 특이적 영향을 보여주었다. 미토콘드리아 기능 장애는 신부전과 직접적으로 연관되어 있으며, 혼합물 특이적 미토콘드리아 독성 검사는 풍토 지역의 환경 샘플로 처리한 후 변화된 미토콘드리아 기능을 보였다. 종합적으로, 우리는 식수 내 금속이 안전한 수준일지라도 어린 나이에 신장 발달을 저해할 수 있으며, 이는 글리포세이트와 같은 다른 농약에 대한 감수성 증가를 증폭시킬 수 있음을 보여준다. 식수 오염 물질의 미토콘드리아 영향은 신장 기능 장애의 진행에 추가적으로 기여할 수 있으며, 우리의 미토콘드리아 분석법은 CKDu 위험 지역을 식별하는 데 도움이 될 수 있다.ORIGINAL ABSTRACT
Chronic kidney disease of unknown etiology (CKDu) is an emerging global concern affecting several agricultural communities in the Americas and South Asia. Environmental contaminants such as heavy metals (e.g., Cd, As, Pb, and V) and organic pesticides (e.g., glyphosate) in the drinking water have been hypothesized to play a role in childhood onset and progression of this disease. However, a comprehensive analysis of chemical contaminants in the drinking water and effects of these compounds and their mixtures on kidney development and function remains unknown. Here, we conducted targeted and non-targeted chemical analyses of sediment and drinking water in CKDu affected regions in Sri Lanka, one of the most affected countries. Using zebrafish Danio rerio, a toxicology and kidney disease model, we then examined kidney developmental effects of exposure to (i) environmentally derived samples from CKDu endemic and non-endemic regions and (ii) Cd, As, V, Pb, and glyphosate as individual compounds and in mixtures. We found that drinking water is contaminated with various organic chemicals including nephrotoxic compounds as well as heavy metals, but at levels considered safe for drinking. Histological studies and gene expression analyses examining markers of kidney development (pax2a) and kidney injury (kim1) showed novel metal and glyphosate-metal mixture specific effects on kidney development. Mitochondrial dysfunction is directly linked to kidney failure, and examination of mixture specific mitochondrial toxicity showed altered mitochondrial function following treatment with environmental samples from endemic regions. Collectively, we show that metals in drinking water, even at safe levels, can impede kidney development at an early age, potentiating increased susceptibility to other agrochemicals such as glyphosate. Drinking water contaminant effects on mitochondria can further contribute to progression of kidney dysfunction and our mitochondrial assay may help identify regions at risk of CKDu.| 저자 | Babich, R.; Ulrich, J. C.; Ekanayake, E. M. D. V.; Massarsky, A.; De Silva, P. M. C. S.; Manage, P. M.; Jackson, B. P.; Ferguson, P. L.; Di Giulio, R. T.; Drummond, I. A.; Jayasundara, N. |
|---|---|
| 저널 | Environment international |
| 권·호·쪽 | 144, 106019 |
| PMID | 32818823 |
| DOI | 10.1016/j.envint.2020.106019 |
| MeSH | Child; Drinking Water; Herbicides; Humans; Kidney; Renal Insufficiency, Chronic; Sri Lanka |