2.草甘膦的内分泌干扰作用和肝肾毒性
草甘膦已经被证实是一种内分泌干扰物,可以像雌激素一样对人体细胞发挥作用[Glyphosate induces human breast cancer cells growth via estrogen receptors],草甘膦还能够抑制芳香化酶活性,从而抑制雌激素向雄激素的转化[Glyphosate-based herbicides are toxic and endocrine disruptors in human cell lines]。
正因为草甘膦在功能上类似于雌激素,因此有可能通过细胞信号通路对细胞代谢产生一系列的影响。草甘膦可能像雌激素一样,通过激活PI3K,导致编码TCA循环成员的基因整体下调,线粒体缺陷,呼吸减弱[ Inhibition of AMPK and Krebs cycle gene expression drives metabolic remodeling of Pten-deficient preneoplastic thyroid cells. ]。草甘膦可以在底物结合位点相互作用,并潜在地抑制线粒体琥珀酸脱氢酶[Interaction between glyphosate and mitochondrial succinate dehydrogenase.]。草甘膦可以作为质子载体,增加线粒体膜对质子和Ca2+的渗透性,通过破坏线粒体膜电位差造成氧化磷酸化的解偶联[Modification of the transport of protons and Ca2+ ions across mitochondrial coupling membrane by N-(phosphonomethyl)glycine.
]。草甘膦通过打开电压依赖性钙通道(L-VDCC)和内质网受体(如IP3),导致细胞内钙离子Ca2+超载,进而引发氧化应激[Roundup disrupted male reproductive functions by triggering calcium-mediated cell death in rat testis and sertoli cells. ]。草甘膦有可能像雌激素一样,通过激活mTOR信号通路促进脂质合成,造成脂肪在细胞中的沉积,可能引发肥胖症和非酒精性脂肪性脂肪肝[An emerging role of mTOR in lipid biosynthesis.]。此外,草甘膦作为一种金属螯合剂,可能导致锌离子耗竭,干扰剪接体和染色质修饰酶的活性[Molecular architecture of zinc chelating small molecules that inhibit spliceosome assembly at an early stage.
]。
草甘膦除草剂作为一种内分泌干扰物,其具有极低剂量即可产生毒性效应的特点,且毒性效应是不随剂量增加而增加的非线性效应(比如U型效应)[Hormones and Endocrine-Disrupting Chemicals: Low-Dose Effects and Nonmonotonic Dose Responses]。2012年,法国科学家发表了论文(该论文被撤稿并于2014年重新发表)[Republished study: long-term toxicity of a Roundup herbicide and a Roundup-tolerantgenetically modified maize],通过2年SD大鼠慢性毒性试验证实了草甘膦除草剂(农达)处理造成SD大鼠严重的肝肾疾病,其毒性效应不是线性效应,其中最低剂量为0.1ppb农达(相当于0.05ppb草甘膦,低于欧洲饮用水允许标准),这个剂量下除了观察到的严重肝肾病变,SD大鼠死亡率比对照组大大增加。农达处理组改变了性激素平衡(置信水平大于95%)。后续对0.1ppb农达雌性处理组的肝肾组织进行转录组分析[Transcriptome profile analysis reflects rat liver and kidney damage following chronic ultra-low dose Roundup exposure],结果显示,与线粒体呼吸和TCA循环相关的基因大多被抑制,而那些参与基因剪接和组蛋白修饰的基因被上调。基因表达谱的改变是纤维化、坏死、磷脂沉积症、线粒体膜功能障碍和缺血情况下测量的典型紊乱。结果证实了超低剂量的抗草甘膦除草剂农达诱导肝肾病变发病率的增加。进一步发表在《自然》旗下杂志的论文[Multiomics reveal non-alcoholic fatty liver disease in rats following chronic exposure to an ultra-low dose of Roundup herbicide
]报道了对0.1ppb农达雌性处理组的肝组织进行蛋白组和代谢组分析,证实了观察到的氧化应激和非酒精性脂肪肝。
草甘膦已经被证实是一种内分泌干扰物,可以像雌激素一样对人体细胞发挥作用[Glyphosate induces human breast cancer cells growth via estrogen receptors],草甘膦还能够抑制芳香化酶活性,从而抑制雌激素向雄激素的转化[Glyphosate-based herbicides are toxic and endocrine disruptors in human cell lines]。
正因为草甘膦在功能上类似于雌激素,因此有可能通过细胞信号通路对细胞代谢产生一系列的影响。草甘膦可能像雌激素一样,通过激活PI3K,导致编码TCA循环成员的基因整体下调,线粒体缺陷,呼吸减弱[ Inhibition of AMPK and Krebs cycle gene expression drives metabolic remodeling of Pten-deficient preneoplastic thyroid cells. ]。草甘膦可以在底物结合位点相互作用,并潜在地抑制线粒体琥珀酸脱氢酶[Interaction between glyphosate and mitochondrial succinate dehydrogenase.]。草甘膦可以作为质子载体,增加线粒体膜对质子和Ca2+的渗透性,通过破坏线粒体膜电位差造成氧化磷酸化的解偶联[Modification of the transport of protons and Ca2+ ions across mitochondrial coupling membrane by N-(phosphonomethyl)glycine.
]。草甘膦通过打开电压依赖性钙通道(L-VDCC)和内质网受体(如IP3),导致细胞内钙离子Ca2+超载,进而引发氧化应激[Roundup disrupted male reproductive functions by triggering calcium-mediated cell death in rat testis and sertoli cells. ]。草甘膦有可能像雌激素一样,通过激活mTOR信号通路促进脂质合成,造成脂肪在细胞中的沉积,可能引发肥胖症和非酒精性脂肪性脂肪肝[An emerging role of mTOR in lipid biosynthesis.]。此外,草甘膦作为一种金属螯合剂,可能导致锌离子耗竭,干扰剪接体和染色质修饰酶的活性[Molecular architecture of zinc chelating small molecules that inhibit spliceosome assembly at an early stage.
]。
草甘膦除草剂作为一种内分泌干扰物,其具有极低剂量即可产生毒性效应的特点,且毒性效应是不随剂量增加而增加的非线性效应(比如U型效应)[Hormones and Endocrine-Disrupting Chemicals: Low-Dose Effects and Nonmonotonic Dose Responses]。2012年,法国科学家发表了论文(该论文被撤稿并于2014年重新发表)[Republished study: long-term toxicity of a Roundup herbicide and a Roundup-tolerantgenetically modified maize],通过2年SD大鼠慢性毒性试验证实了草甘膦除草剂(农达)处理造成SD大鼠严重的肝肾疾病,其毒性效应不是线性效应,其中最低剂量为0.1ppb农达(相当于0.05ppb草甘膦,低于欧洲饮用水允许标准),这个剂量下除了观察到的严重肝肾病变,SD大鼠死亡率比对照组大大增加。农达处理组改变了性激素平衡(置信水平大于95%)。后续对0.1ppb农达雌性处理组的肝肾组织进行转录组分析[Transcriptome profile analysis reflects rat liver and kidney damage following chronic ultra-low dose Roundup exposure],结果显示,与线粒体呼吸和TCA循环相关的基因大多被抑制,而那些参与基因剪接和组蛋白修饰的基因被上调。基因表达谱的改变是纤维化、坏死、磷脂沉积症、线粒体膜功能障碍和缺血情况下测量的典型紊乱。结果证实了超低剂量的抗草甘膦除草剂农达诱导肝肾病变发病率的增加。进一步发表在《自然》旗下杂志的论文[Multiomics reveal non-alcoholic fatty liver disease in rats following chronic exposure to an ultra-low dose of Roundup herbicide
]报道了对0.1ppb农达雌性处理组的肝组织进行蛋白组和代谢组分析,证实了观察到的氧化应激和非酒精性脂肪肝。