A biomarkers study of human skin fibroblasts exposition to glyphosate-based herbicide using an untargeted and targeted metabolomics approach.
Chemosphere · 2025 · 370:143998 · PMID 39706496 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 발암성 > 산화스트레스·기전 · 사람 · 제형(GBH)
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대사체학은 글리포세이트 노출 및 이것이 인체 건강에 미칠 잠재적 영향을 평가하는 데 유용한 도구이다. 그러나 대사체학을 이용하여 인간의 글리포세이트 또는 글리포세이트계 제초제(GBH) 노출을 평가한 연구는 드물다. 본 연구에서는 GBH인 Roundup (GLYP-R)에 노출된 인간 피부 섬유아세포에 비표적 및 표적 대사체학 접근법을 적용하였다. 섬유아세포에서 GLYP-R로 인한 잠재적 손상을 평가하기 위해 세포독성, 세포 사멸 및 산화 스트레스 분석이 수행되었다. 해당 제초제는 100.0 mg L$^{-1}$ 이상의 농도에서 세포독성 효과를 보였으며, IC50 = 164.2 ± 8.7 mg L$^{-1}$로 측정되었고, 유의미한 활성 산소종(ROS) 생성 및 괴사를 유발하였다. 비표적 분석을 위해 프로필 클로로포메이트/프로파놀로 유도체화하는 GC×GC/Q-TOFMS 방법이 개발되어 샘플에서 다양한 계열의 400가지 대사체를 동정할 수 있었다. 샘플의 판별 및 분류에 가장 유의미한 화합물은 지방산과 아미노산(AA)이었다. 비표적 분석에서 AA의 관련성을 바탕으로, 동일하게 검증된 GC×GC 방법을 사용하여 21종의 AA에 대한 표적 분석을 수행하였다. 대사체학적 분석을 통해 수신기 조작 특성(ROC) 곡선으로 성능이 평가된 두 가지 바이오마커 모델을 구축할 수 있었다: 네 가지 대사체(메틸시스테인, N-아세틸-l-메티오닌, 메틸 스테아레이트 및 리놀레산)로 구성된 비표적 모델과 세 가지 AA(l-글루탐산, l-시스테인 및 $\gamma$-아미노부티르산)로 구성된 표적 모델이다. 본 연구는 인간 피부 세포를 GLYP-R에 노출시켜 평가하는 데 대사체학을 사용한 최초의 보고이며, 글리포세이트 독성학 연구에 기여한다.ORIGINAL ABSTRACT
Metabolomics is a valuable tool to assess glyphosate exposure and its potential impact on human health. However, few studies have used metabolomics to evaluate human exposure to glyphosate or glyphosate-based herbicides (GBHs). In this study, an untargeted and targeted metabolomics approach was applied to human skin fibroblasts exposed to the GBH Roundup (GLYP-R). Cytotoxicity, cell death, and oxidative stress assays were performed to evaluate potential damage caused by GLYP-R in fibroblasts. The herbicide showed a cytotoxic effect at concentrations above 100.0 mg L-1, with IC50 = 164.2 ± 8.7 mg L-1, inducing significant reactive oxygen species (ROS) production and necrosis. A GC×GC/Q-TOFMS method using derivatization with propyl chloroformate/propanol was developed for untargeted analysis, allowing the identification of 400 metabolites of different classes in the samples. The most significant compounds in the discrimination and classification of the samples were fatty acids and amino acids (AA). Based on the relevance of AA in untargeted analysis, a targeted analysis of 21 AA was performed using the same validated GC×GC method. Metabolomic analyses allowed the construction of two biomarker models with performance evaluated by receiver operating characteristic (ROC) curves: an untargeted model formed by four metabolites (methylcysteine, N-acetyl-l-methionine, methyl stearate, and linoleic acid) and a targeted model formed by three AA (l-glutamic acid, l-cysteine, and γ-aminobutyric acid). This study is the first to report the use of metabolomics to evaluate human skin cells exposed to GLYP-R, contributing to the toxicological research on glyphosate.| 저자 | Batista, J. M.; Gomes, D. A.; Armijos, M. J. G.; Rodrigues, M. A.; Menezes, H. C.; Cardeal, Z. L. |
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| 저널 | Chemosphere |
| 권·호·쪽 | 370, 143998 |
| PMID | 39706496 |
| DOI | 10.1016/j.chemosphere.2024.143998 |
| MeSH | Humans; Glycine; Herbicides; Glyphosate; Metabolomics; Fibroblasts; Biomarkers; Skin; Oxidative Stress; Reactive Oxygen Species; Amino Acids |