Modulation of P2X7-driven purinergic signaling and NLRP3 inflammasome activation underlies the hepatoprotective effects of coenzyme Q10 against glyphosate-based herbicide exposure.
Purinergic Signal · 2026 · 22 · PMID 41999468 · 등급5 동물·현장 동물시험 · 비발암 건강영향 > 간·대사 · 포유동물 · 식이 · 제형(GBH)
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글리포세이트계 제초제(GBHs)의 광범위한 사용은 옥시던트 스트레스, 염증 신호 전달 및 미토콘드리아 기능 장애를 유발하여 간세포 손상을 일으킬 수 있다는 점에서 독성학적 우려를 제기하였다. 본 연구에서는 코엔자임 Q10(CoQ10)이 산화 스트레스 매개 P2X7/NLRP3 인플라마좀 신호 전달 및 하위 염증 및 세포자멸사 경로 조절을 통해 GBH 노출에 대한 간 보호 효과를 제공하는지 조사하였다. 50마리의 수컷 ICR 마우스를 무작위로 다섯 그룹(대조군, 위약군, CoQ10군, GBH군, 그리고 GBH + CoQ10군)으로 배정하였고, 49일 동안 경구 투여를 통해 Roundup (500 mg/kg/day), CoQ10 (200 mg/kg/day), 또는 이들의 조합을 처리하였다. 혈청 알라닌 아미노전달효소(ALT), 아스파르트산 아미노전달효소(AST), 그리고 알칼리 인산분해효소(ALP) 수치를 평가하였으며, 간의 산화 스트레스 지표인 말론디알데하이드(MDA), 글루타티온(GSH), 총 항산화 상태(TAS), 총 산화제 상태(TOS), 및 산화 스트레스 지수(OSI)를 측정하였다. 간 손상은 조직학적으로 평가하였고, 증식성 및 염증 반응은 면역조직화학으로 분석하였다. 인플라마좀 및 세포자멸사 관련 유전자(P2X7, NLRP3, caspase-1, IL-1β, NF-κB, TNF-α, caspase-3, 및 Bcl-2)의 간 발현 수준을 RT-qPCR로 정량화하였다. GBH 노출은 혈청 간 효소를 현저하게 증가시키고, 산화 균형을 깨뜨리며, 쿠퍼 세포 활성화 및 간세포 핵 변화를 동반한 괴사성 염증성 간 손상을 유도하였다. 이러한 변화는 PCNA 및 COX-2 면역반응 증가, P2X7-NLRP3 인플라마좀 축의 활성화, 그리고 친세포자멸사 전사 프로파일과 연관되었다. CoQ10의 병용 투여는 생화학적, 조직병리학적, 염증성 및 세포자멸사 관련 변화를 완화시켰으나, 여러 매개변수에서 불완전한 정상화가 관찰되었다. 결론적으로, CoQ10은 GBH 유발 간 손상에 대해 부분적이지만 의미 있는 간 보호 효과를 제공하며, P2X7-NLRP3 연관 산화 염증이 GBH 간 독성의 주요 기전임을 시사하였다.ORIGINAL ABSTRACT
The widespread use of glyphosate-based herbicides (GBHs), including formulations such as Roundup, has raised toxicological concern due to their capacity to induce oxidative stress, inflammatory signaling, and mitochondrial dysfunction leading to hepatocellular injury. The present study investigated whether coenzyme Q10 (CoQ10) confers hepatoprotection against GBH exposure through modulation of oxidative stress-driven P2X7/NLRP3 inflammasome signaling and downstream inflammatory and apoptotic pathways. Fifty male ICR mice were randomly assigned to five groups (control, sham, CoQ10, GBH, and GBH + CoQ10) and treated by oral gavage for 49 days with Roundup (500 mg/kg/day), CoQ10 (200 mg/kg/day), or their combination. Serum alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST), and alkaline phosphatase (ALP) levels were assessed along with hepatic oxidative stress markers malondialdehyde (MDA), glutathione (GSH), total antioxidant status (TAS), total oxidant status (TOS), and oxidative stress index (OSI). Liver injury was evaluated histologically, while proliferative and inflammatory responses were analyzed by immunohistochemistry. Hepatic expression of inflammasome- and apoptosis-related genes (P2X7, NLRP3, caspase-1, IL-1β, NF-κB, TNF-α, caspase-3, and Bcl-2) was quantified by RT-qPCR. GBH exposure markedly increased serum liver enzymes, disrupted oxidative balance, and induced necroinflammatory liver injury with Kupffer cell activation and hepatocellular nuclear alterations. These changes were associated with increased PCNA and COX-2 immunoreactivity, activation of the P2X7-NLRP3 inflammasome axis, and a proapoptotic transcriptional profile. CoQ10 coadministration attenuated biochemical, histopathological, inflammatory, and apoptotic alterations, although several parameters remained incompletely normalized. In conclusion, CoQ10 provides partial but meaningful hepatoprotection against GBH-induced liver injury, highlighting P2X7-NLRP3-linked oxidative inflammation as a key mechanism in GBH hepatotoxicity.| 저자 | Mutluay, D.; Yakut, S.; Tenekeci, G. Y.; Akı, R. H.; Denk, B.; Kara, A. |
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| 저널 | Purinergic signalling |
| 권·호·쪽 | 22(3) |
| PMID | 41999468 |
| DOI | 10.3389/fphys.2020.00064 |
| MeSH | Animals; Male; Glycine; NLR Family, Pyrin Domain-Containing 3 Protein; Receptors, Purinergic P2X7; Herbicides; Glyphosate; Inflammasomes; Mice; Ubiquinone; Oxidative Stress; Mice, Inbred ICR; Signal Transduction; Chemical and Drug Induced Liver Injury; Liver |