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前言:2002年瑞典科学家发现,一些富含淀粉类的食品经高温加工处理后可含有一种有毒的、并具潜在致癌性的化学物质丙烯酰胺(Acrylamide, AA)。高温加工过程中天门冬氨酸与葡萄糖发生Maillard反应而生成AA。这一发现引起世界范围对AA的关注。AA不仅具有神经毒性,并且是一种潜在的致癌物,国际癌症研究机构(IARC)将其划分为2A类的致癌物。这表明AA对人类健康存在潜在威胁。流行病学研究至今尚未发现摄入含有AA的食品与患癌症危险的相关性,遗传毒理研究则发现AA诱发DNA损伤和染色体畸变,例如彗星试验显示,AA诱导大鼠甲状腺细胞(PC C13和FRTL5)及人成淋巴细胞(TK6)DNA损伤;大鼠精子细胞的微核试验显示减数分裂微核形成。除了上述体外实验,在小鼠体内实验还观察到了染色体结构的改变、多倍体或微核的形成。在本研究中,我们使用人肝癌细胞系HepG2细胞研究AA的遗传毒性及可能的机制。HepG2细胞来源于人类肝胚细胞瘤,但是它的分化程度较高,保留了较完整的生物转化代谢Ⅰ相酶和Ⅱ相酶的活性。HepG2细胞已经被证实是一种适合的测试物质遗传毒性的系统。肝脏是AA代谢的起始点,当定量地给予动物(口服或腹腔注射)AA后,可在肝脏发现高浓度的AA。方法:试验系统为HepG2细胞系。通过微核试验(MNT)及单细胞凝胶电泳(SCGE)试验检测细胞染色体和DNA损伤情况,评价AA的遗传毒性。为进一步探讨遗传毒性的机制,以2’,7’—二氢二氯荧光素(DCFH)法测定细胞内活性氧水平。通过免疫组化方法测定8-羟脱氧鸟苷(8-OHdG)在细胞内的表达水平。为了了解AA诱导的氧化应激反应,我们用DL-甲硫氨酸磺酰亚胺(DL-BSO)预处理HepG2细胞,致使谷胱甘肽(GSH)耗竭,然后用噻唑蓝(MTT)法检测GSH耗竭时AA对HepG2细胞的毒性的影响(与GSH未耗竭的HepG2细胞比较)。结果: 2.5~20mM的AA作用HepG2细胞1 h后,DNA断裂细胞形成彗星样脱尾,尾长、尾距、尾DNA含量及尾距增大,与未用AA处理细胞比较,差异有明显的统计学意义(P<0.05或0.01),且呈剂量依赖关系。提示AA引起HepG2细胞DNA链断裂程度明显增加,且随AA浓度的增高而增加。HepG2细胞与0.625~2.5mM ?的AA接触24 h后,细胞微核率明显高于未用AA处理细胞(P<0.05或0.01)。与10~40mM?的AA接触1 h后,可引起细胞内ROS水平表达的明显增加。5~20?mM的AA作用于HepG2细胞3h后,细胞内8-OHdG水平的表达增强,与对照组比较,有显著性差别。用40μM?BSO预处理HepG2细胞16h后,MTT方法测定的AA细胞毒性显著性增加,并且呈现剂量关系。结论:AA对HepG2细胞可能具有遗传毒性。AA对HepG2细胞的遗传毒作用,可能是通过细胞内GSH的耗竭,ROS的增高,及8-OHdG形成的增加所造成的氧化性DNA损伤形成。