The Protective Role of Oleuropein Aglycone against Pesticide-Induced Toxicity in a Human Keratinocytes Cell Model.
Int J Mol Sci · 2023 · 24 · PMID 37834001 · 등급6 세포·모델 in vitro · 발암성 > 산화스트레스·기전 · 사람 · 식이 · 제형(GBH)
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농작물 품질 및 수확량 향상을 위한 농약의 광범위한 사용은 피부를 포함한 다양한 경로를 통해 시간이 지남에 따라 소량이지만 반복적인 양의 농약 노출 위험을 증가시켜 공중 보건에 대한 위험을 크게 높였다. 농업에서 농약 사용을 줄이기 위해 많은 연구가 수행되었으나, 이는 인간 건강에 미치는 영향을 줄임으로써 농약 노출 독성을 감소시킬 수 있는 예방 측면에는 적은 관심이 기울여졌다. 지중해 식단의 주요 구성 성분인 엑스트라 버진 올리브 오일(EVOO)은 수많은 건강 증진 특성을 나타내며, 그 중 다수는 EVOO의 주된 폴리페놀성 성분인 올레우로페인(oleuropein)의 탈당화 형태인 올레우로페인 아글리콘(OleA)에 기인한다. 본 연구에서는 피부 노출 경로를 모방하기 위해 인간 HaCaT 각질세포의 시험관 내 세포 모델에서 물리화학적 및 생물학적 특성이 다른 세 가지 농약, 즉 옥사디아존(OXA), 이미다클로프리드(IMID) 및 글리포세이트(GLYPHO)를 대사 활성도, 미토콘드리아 기능 및 후성유전학적 변형 측면에서 비교하였다. 이후 OleA가 농약 유발 세포 독성에 대해 가질 수 있는 잠재적인 보호 효과를 세포 전처리 조건에서 평가하였다. 본 연구는 OXA와 IMID의 치사량 이하 용량이 산화 스트레스를 유도하고 세포 내 칼슘 흐름을 변화시키며 히스톤 아세틸화 H3 및 H4 감소를 통해 후성유전학적 변형을 일으킴으로써 HaCaT 세포의 대사 활성과 미토콘드리아 기능을 감소시켰음을 보여주었다. 반면, GLYPHO는 시험된 용량에서 세포 독성의 증거를 보이지 않았다. OleA로 세포 전처리한 것은 대사 활성과 미토콘드리아 기능을 통제된 수준으로 유지하고 특히 히스톤 H3의 아세틸화 감소를 방지함으로써 농약 OXA 및 IMID의 손상 효과로부터 세포를 보호할 수 있었다. 결론적으로, 본 연구에서 보고된 OleA의 생리활성 특성은 농약 사용 노출로 인한 독성 예방을 위한 새로운 제제 설계에 활용될 수 있으므로 큰 약학적 및 건강상의 관심을 가질 수 있다.ORIGINAL ABSTRACT
The extensive use of agricultural pesticides to improve crop quality and yield significantly increased the risk to the public of exposure to small but repeated doses of pesticides over time through various routes, including skin, by increasing the risk of disease outbreaks. Although much work was conducted to reduce the use of pesticides in agriculture, little attention was paid to prevention, which could reduce the toxicity of pesticide exposure by reducing its impact on human health. Extra virgin olive oil (EVOO), a major component of the Mediterranean diet, exerts numerous health-promoting properties, many of which are attributed to oleuropein aglycone (OleA), the deglycosylated form of oleuropein, which is the main polyphenolic component of EVOO. In this work, three pesticides with different physicochemical and biological properties, namely oxadiazon (OXA), imidacloprid (IMID), and glyphosate (GLYPHO), were compared in terms of metabolic activity, mitochondrial function and epigenetic modulation in an in vitro cellular model of human HaCaT keratinocytes to mimic the pathway of dermal exposure. The potential protective effect of OleA against pesticide-induced cellular toxicity was then evaluated in a cell pre-treatment condition. This study showed that sub-lethal doses of OXA and IMID reduced the metabolic activity and mitochondrial functionality of HaCaT cells by inducing oxidative stress and altering intracellular calcium flux and caused epigenetic modification by reducing histone acetylation H3 and H4. GLYPHO, on the other hand, showed no evidence of cellular toxicity at the doses tested. Pretreatment of cells with OleA was able to protect cells from the damaging effects of the pesticides OXA and IMID by maintaining metabolic activity and mitochondrial function at a controlled level and preventing acetylation reduction, particularly of histone H3. In conclusion, the bioactive properties of OleA reported here could be of great pharmaceutical and health interest, as they could be further studied to design new formulations for the prevention of toxicity from exposure to pesticide use.| 저자 | Leri, M.; Vasarri, M.; Barletta, E.; Schiavone, N.; Bergonzi, M. C.; Bucciantini, M.; Degl'Innocenti, D. |
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| 저널 | International journal of molecular sciences |
| 권·호·쪽 | 24(19) |
| PMID | 37834001 |
| DOI | 10.2174/156720511798192682 |
| MeSH | Humans; Pyrans; Cyclopentane Monoterpenes; Olive Oil; Keratinocytes; Pesticides; Olea; Acetates |