随着生活水平的提高,越来越多的加工食品进入人们的饮食中,由此带来的食品安全问题已经引起人们广泛关注。氨基甲酸乙酯(EC),又名脲烷,是食品加工过程中产生的一种有害物质,并于2007年被国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer,IARC)列为2A类致癌物质。EC广泛存在于酒精饮料、酱油和酸奶等发酵食品中,可能对人体健康造成不良影响。已有的依赖于实验动物模型的毒理学研究结果表明,EC可以诱导产生活性氧,DNA的脱嘌呤和线粒体功能障碍等,从而导致动物致癌。然而,EC对人体的致癌作用及其毒性研究却不多。这项研究通过整合转录组学和代谢组学技术,研究短期(4h)和长期(12h)EC(100 mM)处理对HepG2细胞的影响,从而揭示EC对人体潜在的毒性机制。这些研究成果将为EC的风险评估提供理论依据,同时为我国食品中EC限量的制定提供借鉴。我们的实验结果表明,氨基甲酸乙酯处理对人体HepG2细胞代谢组和转录组具有显著的影响,这种影响显然与处理时间的长短相关,即EC处理时间越长,EC对细胞的转录组和代谢组的影响越显著。100m MEC处理12h导致大量细胞的死亡。EC对整个细胞生命活动产生的广泛和深刻的影响涉及核酸代谢、氨基酸代谢、能量代谢、碳水化合物代谢、脂类代谢以及多肽代谢。我们的研究研究表,EC处理4h主要影响细胞脂代谢,EC处理12 h则主要细胞能量代谢、氨基酸代谢和核苷酸代谢产生。进一步的分析揭示了氨基甲酸乙酯对人体毒性的潜在分子机制。EC对细胞的毒性可能始于诱导ROS和乙醛的积累。ROS的积累主要来自脂肪酸氧化和精胺的分解代谢,而细胞内乙醛的积累则来自于细胞解毒能力的下降。ROS和乙醛的累积诱发氧化胁迫,导致细胞体内能量稀释和还原力缺失、膜完整性的破坏以及蛋白质和DNA的损伤,最终导致细胞死亡。总之,EC引起的HepG2细胞能量稳态的失衡、膜完整性的破坏、核酸和蛋白质功能的紊乱都预示着EC对人体健康的潜在毒性。