Modifying effects of 2,4-D and Glyphosate exposures on gut-liver-adipose tissue axis of diet-induced non-alcoholic fatty liver disease in mice.
Ecotoxicol Environ Saf · 2023 · 268:115688 · PMID 37992649 · 등급5 동물·현장 동물시험 · 비발암 건강영향 > 간·대사 · 포유동물 · 식이
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비알코올성 지방간 질환(NAFLD)은 서구식 식단(WD) 섭취와 연관되어 있으며, 전 세계 인구의 30%에게 영향을 미치고 간 지방증, 지방 조직의 비대/염증 및 장내미생물총의 조절 이상이라는 상호작용을 포함한다. 글리포세이트와 2,4-D는 전 세계적으로 가장 많이 사용되는 제초제 중 일부이며, 이들의 NAFLD에서의 역할은 연구되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 단독 또는 혼합 노출 시 글리포세이트와 2,4-D가 WD 유발 NAFLD를 마우스 모델에서 변화시키는지 평가하였다. 수컷 C57Bl/6 마우스(n = 10/그룹)에게 지방(라드 30%, 콜레스테롤 0.02%) 및 자당이 풍부한 식단(20%)과 고당 용액(프럭토스 및 포도당 각각 23.1 및 18.9 g/L)을 6개월 동안 급여하였다. 동시에, 동물들은 장내 투여를 통해 글리포세이트(0.05 또는 5 mg/kg/일), 2,4-D(0.02 또는 2 mg/kg/일), 또는 이들의 조합(0.05 +0.02 또는 5 +2 mg/kg/일)을 주 5회 투여받았다. 용량은 허용 일일 섭취량(ADIs) 또는 무독성 관찰 수준(NOAEL)에 근거하였다. 제초제 노출은 차별적인 반응을 보였다. WD 유발 비만, 고콜레스테롤혈증 및 고혈당혈증은 변화가 없었다. WD만 받은 그룹과 비교했을 때, WD와 2,4-D(2 mg)의 동시 노출만이 마우스에서 중등도/중증 간 염증 비율, CD68 대식세포 침윤 및 간 내 말론디알데하이드 수치를 증가시켰다. 이와 일치하게, 이 제초제는 간 전사체 분석에서 면역 반응(Cd4, C8b, Cd28, Cxcr3, Cxcr6 포함) 및 산화 스트레스 관련(Gsta1, Gsta2, Gsta4, Gstm1, Gstm2, Gstm3, Gstm4, Nqo1, Gpx2 등) 유전자를 조절하였다. 이 노출은 또한 분변 미생물총에서 염증성 Deferribacteres 문을 증가시켰다. 전반적으로, 제초제 혼합물은 2,4-D 단독 노출에서 기인하는 것과 동일한 영향을 나타내지 않았다. 본 연구 결과는 독성학적 한계 내의 용량에서 2,4-D가 수컷 마우스의 NAFLD 발달에 관여하는 주로 간 및 장 축에 장애를 유발할 수 있음을 시사한다.ORIGINAL ABSTRACT
Nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD), which is linked to western diet (WD) intake, affects 30% of the world's population and involves the crosstalk of liver steatosis, hypertrophy/inflammation of adipose tissue and deregulation of gut microbiome. Glyphosate and 2,4-D are some of the most applied herbicides worldwide, and their roles in NAFLD have not been investigated. Thus, the present study evaluated whether glyphosate and 2,4-D, in single or mixed exposure, alter WD-induced NAFLD in a mouse model. Male C57Bl/6 mice (n = 10/group) received a fat (30% lard, 0.02% cholesterol), and sucrose-rich diet (20%) and high sugar solution (23.1 and 18.9 g/L of fructose and glucose) for 6 months. Simultaneously, animals received glyphosate (0.05 or 5 mg/kg/day), 2,4-D (0.02 or 2 mg/kg/day), or their combination (0.05 +0.02 or 5 +2 mg/kg/day) by intragastrical administration (5 ×/week). Doses were based on the Acceptable Daily Intake (ADIs) or No Observed Adverse Effect Level (NOAEL) levels. Herbicide exposures featured differential responses. WD-induced obesity, hypercholesterolemia, and hyperglycemia remained unaltered. Compared to the group receiving only WD, only the concomitant exposure to WD and 2,4-D (2 mg) enhanced the percentage of mice with moderate/severe hepatic inflammation, CD68 macrophage infiltration, and malondialdehyde levels in the liver. In line, this herbicide modulated immune response- (including Cd4, C8b, Cd28, Cxcr3, Cxcr6) and oxidative stress-related (such as Gsta1, Gsta2, Gsta4, Gstm1, Gstm2, Gstm3, Gstm4, Nqo1, Gpx2) genes in the hepatic transcriptome analysis. This exposure also enriched pro-inflammatory Deferribacteres phylum in fecal microbiome. In general, the herbicide mixtures did not feature the same effects attributed to 2,4-D isolated exposure. Our findings indicate that 2,4-D, at a dose within the toxicological limits, was able to induce disturbances in mainly at the liver and gut axes involved in NAFLD development in male mice.| 저자 | Romualdo, G. R.; Valente, L. C.; de Souza, J. L. H.; Rodrigues, J.; Barbisan, L. F. |
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| 저널 | Ecotoxicology and environmental safety |
| 권·호·쪽 | 268, 115688 |
| PMID | 37992649 |
| DOI | 10.1016/j.ecoenv.2023.115688 |
| MeSH | Male; Mice; Animals; Non-alcoholic Fatty Liver Disease; Liver; Inflammation; Adipose Tissue; Diet, Western; Herbicides; 2,4-Dichlorophenoxyacetic Acid; Mice, Inbred C57BL; Glyphosate |