Comparative Evaluation of the Cytotoxicity of Glyphosate-Based Herbicides and Glycine in L929 and Caco2 Cells.
Front Public Health · 2021 · 9:643898 · PMID 34026710 · 등급5 동물·현장 동물시험 · 농업과 정책 > 기타·종설 · 사람 · 제형(GBH)
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서론: 글리포세이트는 글리신(glycine)의 아미노산 유사체로, 전 세계적으로 가장 광범위하게 사용되는 유기인계 살충제이며 "라운드업(Roundup)" 제형을 포함한 모든 글리포세이트계 제초제(GBHs)의 활성 성분이다. 글리신은 필수 아미노산으로 일반적으로 안전하다고 알려져 있으나, 문헌에 보고된 역학 및 독성학적 생체 내 및 시험관 연구 모두 GBHs의 독성에 대해 상반되는 결과를 보고하고 있다. 본 연구진이 이전에 스프래그-도울리 랫트를 대상으로 수행한 생체 내 연구에서 글리포세이트를 1.75 mg/kg 체중/일 용량으로 노출시킨 결과, 성 발달, 내분비계 및 장내미생물총의 변화와 관련된 다양한 독성 효과가 관찰되었다. 본 연구에서는 시험관 모델을 이용하여 글리신과 GBHs의 세포독성을 비교 검정하는 것을 목표로 하였다. 방법: 인간 Caco2 및 마우스 L929 세포주를 사용하여 MTT 및 Trypan Blue 분석법으로 글리신, 글리포세이트 및 그 제형인 라운드업 바이오플로우(Roundup Bioflow)의 다양한 농도에서의 세포독성 효과를 검정하였다. 결과: 글리포세이트 또는 라운드업 바이오플로우로 처리된 마우스(L929) 및 인간(Caco2) 세포에서 MTT 및 Trypan Blue 분석법 모두에서 통계적으로 유의미한 용량 의존적 세포독성 효과가 관찰되었다. 글리신에서는 어떠한 세포독성 효과도 관찰되지 않았다. L929 세포에서 라운드업 바이오플로우 처리는 MTT 및 Trypan Blue 분석법 모두에서 글리포세이트보다 유의하게 낮은 평균 IC50 값을 보였다. Caco2 세포에서 라운드업 바이오플로우 처리는 MTT 분석법에서 글리포세이트보다 유의하게 낮은 평균 IC50 값을 보였으며, Trypan Blue 분석법에서는 글리포세이트와 라운드업 바이오플로우 간에 유사한 IC50 값이 관찰되었다. 글리신은 세포독성 효과가 없어 IC50을 추정할 수 없었다. 결론: 시험관 인간 및 마우스 모델(Caco2 및 L929)에서 글리포세이트와 그 제형인 라운드업 바이오플로우는 용량 의존적 세포독성 효과를 유발했으나, 글리신은 그렇지 않았다. 본 연구 결과는 글리신과 그 유사체인 글리포세이트가 다른 세포독성 프로파일을 가짐을 보여주었다. 글리포세이트와 라운드업 바이오플로우는 다른 유기인계 살충제(말라티온, 디아지논 및 클로르피리포스)와 유사한 세포독성을 나타냈다.ORIGINAL ABSTRACT
Introduction: Glyphosate, an amino acid analog of glycine, is the most widely applied organophosphate pesticide worldwide and it is an active ingredient of all glyphosate-based herbicides (GBHs), including the formulation "Roundup. " While glycine is an essential amino acid generally recognized safe, both epidemiological and toxicological in vivo and in vitro studies available in literature report conflicting findings on the toxicity of GBHs. In our earlier in vivo studies in Sprague-Dawley rats we observed that exposure to GBHs at doses of glyphosate of 1.75 mg/kg bw/day, induced different toxic effects relating to sexual development, endocrine system, and the alteration of the intestinal microbiome. In the present work, we aimed to comparatively test in in vitro models the cytotoxicity of glycine and GBHs. Methods: We tested the cytotoxic effects of glycine, glyphosate, and its formulation Roundup Bioflow at different doses using MTT and Trypan Blue assays in human Caco2 and murine L929 cell lines. Results: Statistically significant dose-related cytotoxic effects were observed in MTT and Trypan Blue assays in murine (L929) and human (Caco2) cells treated with glyphosate or Roundup Bioflow. No cytotoxic effects were observed for glycine. In L929, Roundup Bioflow treatment showed a mean IC50 value that was significantly lower than glyphosate in both MTT and Trypan Blue assays. In Caco2, Roundup Bioflow treatment showed a mean IC50 value that was significantly lower than glyphosate in the MTT assays, while a comparable IC50 was observed for glyphosate and Roundup Bioflow in Trypan Blue assays. IC50 for glycine could not be estimated because of the lack of cytotoxic effects of the substance. Conclusion: Glyphosate and its formulation Roundup Bioflow, but not glycine, caused dose-related cytotoxic effects in in vitro human and murine models (Caco2 and L929). Our results showed that glycine and its analog glyphosate presented different cytotoxicity profiles. Glyphosate and Roundup Bioflow demonstrate cytotoxicity similar to other organophosphate pesticides (malathion, diazinon, and chlorpyriphos).| 저자 | Truzzi, F.; Mandrioli, D.; Gnudi, F.; Scheepers, P. T. J.; Silbergeld, E. K.; Belpoggi, F.; Dinelli, G. |
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| 저널 | Frontiers in public health |
| 권·호·쪽 | 9, 643898 |
| PMID | 34026710 |
| DOI | 10.1016/j.toxlet.2018.12.004 |
| MeSH | Animals; Caco-2 Cells; Glycine; Herbicides; Humans; Mice; Rats; Rats, Sprague-Dawley; Glyphosate |