Epigenome-wide association study for glyphosate induced transgenerational sperm DNA methylation and histone retention epigenetic biomarkers for disease.
Epigenetics · 2021 · 16:1150-1167 · PMID 33296237 · 등급5 동물·현장 동물시험 · 비발암 건강영향 > 생식독성 · 포유동물 · 환경
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초록 전문 번역 · gemma4:e4b
제초제 글리포세이트는 후대 손자녀(F3 세대)에서 병리학 및 질병의 후성유전적 전세대 유전을 촉진하는 것으로 나타났다. 이러한 세대 독성학은 환경 노출이 후대에 미치는 영향을 평가할 필요성을 시사한다. 본 연구는 에피게놈 전체 연관 분석(EWAS)을 사용하여 글리포세이트 유발 전세대 질병의 후성유전적 바이오마커를 확인하도록 설계되었다. 임신한 암컷 쥐(F0 세대)에게 일시적으로 글리포세이트에 노출시킨 후, 생식기 성 결정 발달 기간을 거친 이후 직접적인 노출이 없었던 전세대 F3 세대를 1년 동안 사육하고 특정 병리학적 상태를 가진 동물을 확인하였다. 조사된 병리학에는 전립선 질환, 신장 질환, 비만 및 다발성 질환의 유무가 포함되었다. 글리포세이트 노출 계통 수컷으로부터 개별적인 질병만을 가진 동물로부터 정자를 채취하여 해당 병리학과 관련된 특정 차등 DNA 메틸화 영역(DMR) 및 차등 히스톤 잔류 부위(DHR)를 확인하는 데 사용하였다. 각 병리학에 대한 DMR 및 DHR의 고유한 서명이 특정 질병에서 확인되었다. 흥미롭게도, 더 낮은 통계적 임계값에서 모든 병리학에 공통적인 DMR 및 DHR의 중첩 집합이 확인되었다. 이는 정자 히스톤 잔류가 특정 질병의 바이오마커로 작용할 수 있다는 최초의 관찰 중 하나이다. 관련 DMR 및 DHR 유전자가 식별되었고 알려진 병리 특이 연관 유전자와 상관관계 분석을 수행하였다. 관찰 결과, 전세대 후성유전적 질병 병리학 바이오마커가 정자에서 확인될 수 있으며 이는 질병 감수성을 평가하는 것으로 보인다. 이러한 바이오마커는 후성유전학적 진단이 예방 의학을 촉진하는 데 잠재적으로 사용될 수 있음을 시사한다.ORIGINAL ABSTRACT
The herbicide glyphosate has been shown to promote the epigenetic transgenerational inheritance of pathology and disease in subsequent great-grand offspring (F3 generation). This generational toxicology suggests the impacts of environmental exposures need to assess subsequent generations. The current study was designed to identify epigenetic biomarkers for glyphosate-induced transgenerational diseases using an epigenome-wide association study (EWAS). Following transient glyphosate exposure of gestating female rats (F0 generation), during the developmental period of gonadal sex determination, the subsequent transgenerational F3 generation, with no direct exposure, were aged to 1 year and animals with specific pathologies identified. The pathologies investigated included prostate disease, kidney disease, obesity, and presence of multiple disease. The sperm were collected from the glyphosate lineage males with only an individual disease and used to identify specific differential DNA methylation regions (DMRs) and the differential histone retention sites (DHRs) associated with that pathology. Unique signatures of DMRs and DHRs for each pathology were identified for the specific diseases. Interestingly, at a lower statistical threshold overlapping sets of DMRs and DHRs were identified that were common for all the pathologies. This is one of the first observations that sperm histone retention can potentially act as a biomarker for specific diseases. The DMR and DHR associated genes were identified and correlated with known pathology specific-associated genes. Observations indicate transgenerational epigenetic biomarkers of disease pathology can be identified in the sperm that appear to assess disease susceptibility. These biomarkers suggest epigenetic diagnostics could potentially be used to facilitate preventative medicine.| 저자 | Ben Maamar, M.; Beck, D.; Nilsson, E. E.; Kubsad, D.; Skinner, M. K. |
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| 저널 | Epigenetics |
| 권·호·쪽 | 16(10), 1150-1167 |
| PMID | 33296237 |
| DOI | 10.1080/15592294.2020.1853319 |
| MeSH | Animals; Biomarkers; DNA Methylation; Epigenesis, Genetic; Epigenome; Female; Glycine; Histones; Male; Rats; Rats, Sprague-Dawley; Spermatozoa; Glyphosate |