Comparative investigation of the potential of glyphosate and glyphosate-based formulations to cause oxidative stress and DNA damage in human skin and liver cell systems.
Toxicol Sci · 2026 · 209 · PMID 41830163 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 발암성 > 유전독성 · 사람 · 제형(GBH)
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글리포세이트는 전 세계적으로 글리포세이트계 제초제(GBFs) 형태로 발견되는 제초제이다. 글리포세이트가 인간과 포유류에게 낮은 독성 프로파일을 보이는 것으로 알려져 있음에도 불구하고, 인간의 암 발생 위험에 대해서는 상반된 보고들이 존재한다. 미국 환경보호국(US-EPA)과 유럽 규제 기관들은 글리포세이트가 인간에게 발암 위험을 초래할 가능성이 낮다고 기술하였다. 그러나 국제암연구기관(IARC)은 "기전적 데이터가 유전독성과 산화 스트레스에 대한 강력한 증거를 제공한다"고 언급하며 글리포세이트를 "인체 발암 추정 물질(Group 2A)"로 분류하였다. 이러한 불일치성으로 인해, 국립환경건강연구원(NIEHS)의 전이독성학 부서에서는 기전적 증거를 확장하고 기존 문헌의 중요한 공백을 다루기 위한 실험 전략을 설계하였다 (예: GBFs와 함께 글리포세이트에 대한 기전 평가, 맥락 정의가 가능한 양성 대조군 포함). IARC에서 이전에 인용된 인간 각질세포(HaCaT) 및 인간 간세포(HepaRG)를 이용하여 세포 형태, 생존율, $\text{H}_2\text{O}_2$, 그리고 $\gamma\text{H2AX}$ 형성을 측정하여 기준 농도와 폴드 변화 반응 지표를 도출하였다. 본 연구 결과에 따르면, 글리포세이트 단독으로는 양성 대조군과 비교했을 때 산화 스트레스 및 DNA 손상에 대해 약하고 일관성이 없는 생물학적 활성을 보였다. 반면, 평가된 13개 GBFs 중 대부분은 다양한 농도의 글리포세이트와는 명확한 상관관계 없이 더 분명하게 생물학적 활성을 나타냈다. 생물학적 반응의 계층적 군집 분석 결과, 일부 생물학적으로 활성인 GBFs가 산화 스트레스에 대한 잘 알려진 양성 대조군 근처에 군집하는 반면, 4개의 GBFs는 음성 대조군 및 글리포세이트와 더 유사하게 군집하였다. 종합적으로, 본 연구는 GBF의 유해성 잠재력에 대한 이해를 증진시키는 맥락 정의적 결과를 가진 견고한 데이터셋을 제공하며, 글리포세이트가 GBF 노출로 인한 산화 스트레스의 주요 동인일 가능성은 낮음을 보여주었다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate is an herbicide found worldwide in glyphosate-based formulations (GBFs). Although glyphosate appears to have a low toxicity profile for humans and mammals, conflicting reports exist regarding the risk for cancer in humans. US-EPA and European regulatory agencies have described glyphosate as unlikely to pose a carcinogenic hazard to humans. However, the International Agency for Research on Cancer (IARC) classified glyphosate as "probably carcinogenic to humans (Group 2A)," citing "mechanistic data provide strong evidence for genotoxicity and oxidative stress." Given these discrepancies, the Division of Translational Toxicology at NIEHS designed an experimental strategy to expand mechanistic evidence and address critical gaps within existing literature (e.g. mechanistic evaluations of glyphosate alongside GBFs, inclusion of context-defining positive controls). Cell morphology, viability, H2O2, and γH2AX formation were assayed in human keratinocytes (HaCaT), previously cited by IARC, and human hepatocytes (HepaRG) to derive benchmark concentrations and fold-change response metrics. Our findings revealed glyphosate alone was weakly and inconsistently bioactive for oxidative stress and DNA damage when compared with positive controls. In contrast, most of the 13 GBFs evaluated were more clearly bioactive with no apparent correlation to varied glyphosate concentrations. Hierarchical clustering of biological responses revealed some bioactive GBFs to cluster near well-characterized positive controls for oxidative stress, whereas 4 GBFs clustered more similarly to negative controls and glyphosate. Collectively, this study provides a robust dataset with context-defining results that advance our understanding of the hazard potential of GBFs while revealing that glyphosate is likely not a primary driver of oxidative stress from GBF exposures.| 저자 | Smith-Roe, S. L.; DeVito, M. J.; Co, C.; Ramaiahgari, S. C.; Easterling, M.; Rice, J. R.; Dunlap, P. E.; Crizer, D. M.; Zhou, Z.; Merrick, B. A.; Xie, G.; Harris, S. F.; Shockley, K. R.; Tandon, A.; Oktay, A.; Mav, D.; Shah, R.; Borrel, A.; Gombar, V.; Masten, S. A.; Paules, R. S.; Ferguson, S. S. |
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| 저널 | Toxicological sciences : an official journal of the Society of Toxicology |
| 권·호·쪽 | 209(3) |
| PMID | 41830163 |
| DOI | 10.1093/toxsci/kfag029 |
| MeSH | Humans; Glyphosate; Oxidative Stress; Glycine; DNA Damage; Herbicides; Cell Survival; Keratinocytes; Cell Line; Hepatocytes; Histones; Liver; Hydrogen Peroxide |