Integrated metabolomics and transcriptomics reveal glyphosate based-herbicide induced reproductive toxicity through disturbing energy and nucleotide metabolism in mice testes.
Environ Toxicol · 2023 · 38:1811-1823 · PMID 37087751 · 등급5 동물·현장 동물시험 · 비발암 건강영향 > 생식독성 · 포유동물 · 실험투여 · 제형(GBH)
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글리포세이트는 동물 생식 기능에 유해한 영향을 미치는 널리 사용되는 제초제이다. 그러나 글리포세이트계 제초제(GBH)가 유발하는 생식 독성의 체계적인 기전에 대한 세부 사항은 제한적이다. 본 연구는 쥐를 대상으로 0 (대조군), 50 (저용량군), 250 (중용량군), 및 500 (고용량군) mg/kg/day의 GBH에 30일 동안 노출시켰을 때의 생식 독성 영향을 조사하는 것을 목표로 하였다. GBH 유발 생식 독성을 규명하기 위해 독성학적 매개변수, 대사체학 및 전사체학 분석을 수행하였다. 연구 결과, GBH 노출은 정원세포의 미토콘드리아 응축과 핵막에 손상을 주는 것으로 나타났다. 특히 고용량군에서 GBH는 정자 기형의 유의미한 증가를 유발하였다. 오믹스 데이터는 GBH가 크렙스 회로와 호흡 사슬을 손상시키고, 피루브산 대사와 해당과정/포도당신생합성을 차단하며, 펜토스 인산 경로 및 뉴클레오타이드 합성 및 대사에 영향을 미쳤음을 보여주었다. 전반적으로, 다중 오믹스 결과는 GBH 노출의 유해한 영향에 대한 체계적이고 포괄적인 증거를 제시하였으며, 이는 생식 독성 관련 새로운 통찰력을 제공하였다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate is a widely used herbicide that has deleterious effects on animal reproduction. However, details regarding the systematic mechanisms of glyphosate-induced reproductive toxicity are limited. This study aimed to investigate the toxic effects of glyphosate-based herbicide (GBH) on reproduction in mice exposed to 0 (control group), 50 (low-dose group), 250 (middle-dose group), and 500 (high-dose group) mg/kg/day GBH for 30 days. Toxicological parameters, metabolomics, and transcriptomics were performed to reveal GBH-induced reproductive toxicity. Our findings demonstrated that GBH exposure damaged mitochondrial pyknosis and the nuclear membrane of spermatogonia. GBH triggered a significant increase in sperm malformations in the high-dose group. Omics data showed that GBH impaired the Krebs cycle and respiratory chain, blocked pyruvate metabolism and glycolysis/gluconeogenesis, and influenced the pentose phosphate pathway and nucleotide synthesis and metabolism. Overall, the multi-omics results revealed systematic and comprehensive evidence of the adverse effects of GBH exposure, providing new insights into the reproductive toxicity of organophosphorus pesticides.| 저자 | Qi, L.; Li, Y.; Dong, Y.; Ma, S.; Li, G. |
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| 저널 | Environmental toxicology |
| 권·호·쪽 | 38(8), 1811-1823 |
| PMID | 37087751 |
| DOI | 10.1002/tox.23808 |
| MeSH | Animals; Male; Mice; Testis; Herbicides; Transcriptome; Organophosphorus Compounds; Pesticides; Semen; Reproduction; Metabolomics; Nucleotides; Glyphosate |