Intrauterine exposure to glyphosate-based herbicide during pregnancy induces testicular impairment via activating ferroptosis in offspring.
Ecotoxicol Environ Saf · 2026 · 316:120123 · PMID 41966019 · 등급5 동물·현장 동물실험 · 비발암 건강영향 > 발달·태아기 · 사람 · 식이 · 제형(GBH)
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글리포세이트계 제초제(GBH)는 농업에서 광범위하게 사용되는 제초제로, 곡물 및 식품에 잔류 위험을 증가시켜 인체 건강을 위협한다. 그러나 임신 중 모체의 GBH 노출이 태아 고환 발달에 미치는 영향과 식이 베타인 보충의 보호 효과는 아직 충분히 이해되지 않고 있다. 이에 본 연구에서는 임신한 씨돼지 모델을 구축하여 20 및 100 mg/kg 농도의 GBH 노출 영향을 규명하고 베타인의 보호 기전을 조사하였다. 그 결과, GBH와 베타인은 혈액 생화학적 지표, 유선 분비물 조성 및 면역글로불린에 유의한 차이를 보이지 않았다. 그러나 100 mg/kg GBH 처리는 고환 형태와 장벽 기능에 손상을 입혔고, 태아 고환에서 테스토스테론 합성을 방해하였다. 이어서, 고농도 GBH 노출이 고환의 산화 스트레스 및 염증 반응을 유발하고, 핵인자 에리트로이드 2 관련 인자 2(Nrf2)-매개 항산화 신호 전달 경로를 억제하여 미토콘드리아 융합을 추가적으로 제한함을 발견하였다. 더욱이, 지질 과산화물 및 Fe$^{2+}$의 축적은 100 mg/kg GBH 처리가 고환 페로프토시스를 유발했음을 시사하였다. 반면, 베타인의 식이 보충은 페리틴 경쇄 사슬(FTL), 아실-코엔자임 A(CoA) 합성효소 장쇄 계열 구성원 4(ACSL4), 및 페리틴의 발현을 조절함으로써 페로프토시스를 억제하는 것으로 나타났으며, 이를 통해 테스토스테론 합성을 촉진하고 고환 발달을 어느 정도 향상시켰다. 결론적으로, 이러한 발견은 임신 중 태아 고환의 GBH 노출과 관련된 위험에 대한 이해를 높이고 베타인이 GBH 독소에 대해 가지는 보호 기전을 규명하였다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate-based herbicide (GBH) is a broad-spectrum herbicide extensively used in agriculture, which poses increased residual risks in grains and food products, thereby endangering human health. However, the impact of maternal GBH exposure on fetal testicular development, as well as the protective effects of dietary betaine supplementation, remains inadequately understood. Hereby, pregnant sow models were established to elucidate the effects of GBH exposure at concentrations of 20 and 100 mg/kg and to investigate the protective mechanisms of betaine. The results showed that GBH and betaine had no significant differences on blood biochemical, colostrum composition and immunoglobulin. However, 100 mg/kg GBH treatment damaged the testicular morphology and barrier function, and disturbed testosterone synthesis in fetal testis. Subsequently, we found that high concentration GBH exposure triggered oxidative stress and inflammatory responses of testis, and inhibited the nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2)-mediated antioxidant signaling pathway, which further restrained mitochondrial fusion. Moreover, the accumulation of lipid peroxides and Fe2+ indicated that at a 100 mg/kg GBH treatment caused testicular ferroptosis. Conversely, dietary supplementation with betaine appears to inhibit ferroptosis by modulating the expression of ferritin light chain (FTL), acyl-coenzyme A (CoA) synthetase long-chain family member 4 (ACSL4), and ferritin, thereby promoting testosterone synthesis and enhancing testicular development to some extent. In conclusion, these findings enhance our understanding of the risks associated with fetal testicular exposure to GBH in pregnant women and elucidate the protective mechanisms of betaine against GBH poisoning.| 저자 | Bai, G.; Wang, R.; Tong, Y.; Bai, Y.; Yuan, H.; Shi, B.; Teng, T.; He, W. |
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| 저널 | Ecotoxicology and environmental safety |
| 권·호·쪽 | 316, 120123 |
| PMID | 41966019 |
| DOI | 10.1016/j.ecoenv.2026.120123 |
| MeSH | Herbicides; Animals; Glycine; Glyphosate; Male; Pregnancy; Testis; Female; Ferroptosis; Betaine; Maternal Exposure; Oxidative Stress; Prenatal Exposure Delayed Effects |