Glyphosate, a glyphosate-based herbicide, and a model surfactant induce global DNA hypomethylation and functional alterations in rooster sperm in vitro.
Anim Reprod Sci · 2026 · 293:108287 · PMID 42442324 · 등급6 세포·모델 in vitro · 비발암 건강영향 > 생식독성 · 세포 · 제형(GBH)
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글리포세이트계 제초제(GBHs)는 광범위하게 사용되고 있으나, 수탉 정자 및 후성유전학적 조절에 미치는 영향은 여전히 불충분하게 이해되어 있다. 본 연구에서는 상업용 GBH 제형인 글리포세이트(GLP)와 모델 계면활성제인 폴리에톡실화 타올라민(POEA)이 수탉 정액 기능 및 전반적 메틸화에 미치는 시험관 내 영향을 평가하였다. 농도 의존적 및 시간 의존적 효과를 평가하기 위해, 합산된 수탉 정액 샘플을 GLP 또는 GBHs의 증가하는 농도에 대해 1시간 및 3시간 동안 노출시켰다(실험 1 및 2). 이러한 결과를 바탕으로, 세 번째 실험에서는 1시간 배양 후 최고 농도의 GLP, Roundup®, 그리고 POEA를 비교하였다. 정자 운동성은 CASA로 평가하였으며, 기능적 매개변수는 유세포 분석법으로 평가하였다. 전반적 DNA 메틸화는 색차계 분석을 이용하여 측정하였다. GLP는 운동성에 제한적인 영향을 미쳤고, 세포막 무결성이나 미토콘드리아 막 전위에는 손상을 주지 않았으나, DNA 단편화, 세포질 $\text{Ca}^{2+}$ 농도, 카스파제 활성 및 지질 과산화를 변화시켰다. 반면, GBH는 가장 심각한 조건에서 약 30-50%의 운동성 감소, 막 무결성 손상, DNA 단편화 증가, 세포자멸사 반응 변화, 세포질 $\text{Ca}^{2+}$ 및 지질 과산화물 감소, 그리고 미토콘드리아 활성 저하를 포함하는 광범위한 변화를 유도하였다. POEA 단독으로는 DNA 단편화, 카스파제 활성, 세포질 $\text{Ca}^{2+}$ 농도, 지질 과산화물 및 수정체 상태와 같은 선택적인 기능적 종말점들에 영향을 미쳤다. 전반적 DNA 메틸화는 대조군 대비 약 70-80% 감소하였으며, POEA 노출 후에 가장 큰 감소가 관찰되었다. 이러한 결과들은 GBH 제형이 GLP 및 POEA 단독보다 수탉 정자에게 더 강한 유해 영향을 미치며, 생식 독성 평가 시 활성 성분보다는 전체 제초제 제형을 평가하는 것의 중요성을 강조한다.ORIGINAL ABSTRACT
Glyphosate-based herbicides (GBHs) are widely used, yet their effects on rooster spermatozoa and epigenetic regulation remain poorly understood. This study evaluated the in vitro effects of glyphosate (GLP), a commercial GBH formulation, and the model surfactant polyethoxylated tallow amine (POEA) on rooster sperm function and global methylation. Pooled rooster semen samples were exposed to increasing concentrations of GLP or GBHs for 1 h and 3 h to assess dose- and time-dependent effects (Experiments 1 and 2). Based on these findings, a third experiment compared GLP, Roundup®, and POEA at the highest concentration after 1 h of incubation. Sperm motility was evaluated by CASA, whereas functional parameters were assessed by flow cytometry. Global DNA methylation was measured using a colorimetric assay. GLP had limited effects on motility and did not impair plasma membrane integrity or mitochondrial membrane potential, but altered DNA fragmentation, intracellular Ca²⁺ levels, caspase activity, and lipid peroxidation. In contrast, GBH induced broader alterations, including reduced motility by approximately 30-50%, impaired membrane integrity, increased DNA fragmentation, altered apoptotic responses, decreased intracellular Ca²⁺ and lipid peroxidation, and reduced mitochondrial activity under the most severe conditions. POEA alone affected selected functional endpoints, including DNA fragmentation, caspase activity, intracellular Ca²⁺ levels, lipid peroxidation, and acrosome status. Global DNA methylation decreased by approximately 70-80% compared with the control, with the strongest reduction observed after POEA exposure. These findings demonstrate that the GBH formulation exerts stronger adverse effects on rooster spermatozoa than GLP and POEA alone and underscore the importance of evaluating complete herbicide formulations, rather than active ingredients, in reproductive risk assessment.| 저자 | Napierkowska, S.; Froment, P.; Smalec, B.; Malatyńska, A.; Babapour, A.; Dupont, J.; Niżański, W.; Partyka, A. |
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| 저널 | Animal reproduction science |
| 권·호·쪽 | 293, 108287 |
| PMID | 42442324 |
| DOI | 10.1016/j.anireprosci.2026.108287 |