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丙烯酰胺(acrylamide,AA)是富含碳水化合物的食品在热加工过程中产生的2A类致癌物,职业暴露研究及体内动物实验均表明AA具有神经毒性,并存在潜在的遗传毒性、肝脏毒性等。氧化应激及下游相关通路的激活可能是AA引起体内毒性的机制之一。本研究利用小鼠原代神经胶质细胞模型,探讨了AA造成氧化应激并导致神经毒性的分子机制。进而应用天然抗氧化剂--蓝莓花色昔提取物在昆明小鼠模型上,对AA所引起的氧化应激进行干预,并探讨可能的干预机制。主要的结果及结论如下:(1)通过免疫磁珠分选法,建立了原代星型胶质细胞和小胶质细胞纯培养模型。选取新生48 h内小鼠,断头取脑,除去脑膜及明显血管,过筛后在细胞培养瓶中进行贴壁培养,期间去除少突胶质细胞,待9-14天后星型胶质及小胶质细胞完全成熟,利用特异性抗体CD11+结合磁珠分选的方法,分别获得星型胶质及小胶质细胞纯培养体系,并运用免疫荧光双染法鉴定其纯度,取纯度大于90%的细胞做为后续实验的研究材料。(2)通过MTT染色、测定活性氧自由基(Reactive oxygen species,ROS)含量、还原型谷胱甘肽(Glutathione,GSH)含量及GSH与氧化性谷胱甘肽的比值的测定,分别在星型胶质细胞和小胶质细胞中,对AA染毒剂量进行了筛选。结果表明细胞毒性、自由基含量及GSH的损失都与AA染毒浓度呈正相关。并最终确定O.1mM和1.0mMAA做为后续探究氧化应激相关通路的最适作用浓度。在两种细胞模型上,AA引起的ROS产生了典型的过氧化产物4-羟基壬烯醛和8-羟基脱氧鸟苷,并且进一步促进了 Nrf2及NF-κB转移因子的入核,激活了下游相关通路;其中,Nrf2入核时间早于NF-κB,其下游抗氧化相关基因血红素单加氧酶(HemeOxygenase1,HO1)、NADPH脱氢酶(NAD(P)Hq uinone dehydrogenase 1,NQO1)、谷胱甘肽巯基转移酶(GlutathioneS-transferase,GST)在mRNA和蛋白的表达水平均有显著提高,以抵抗AA所产生的ROS。随着AA染毒时间延长或剂量升高,其抗氧化相关的代偿链崩溃,NF-κB入核激活下游与炎症相关通路,白细胞介素(Interleukin,IL)IL1-β、IL6、肿瘤坏死因子(Tumor necrosisfactor,TNF)TNF-α在细胞上清中被检出,细胞活力下降,最终导致死亡。相比于星型胶质细胞,AA毒性会在小胶质细胞中引起更多ROS蓄积、加速GSH耗竭、加快氧化产物的生成,更快速激活氧化应激相关的Nrf2、NF-κB通路及下游基因,导致细胞死亡率增加。(3)通过MTT染色、测定ROS含量、GSH含量及GSH与氧化性谷胱甘肽的比值在星型胶质/小胶质细胞共培养模型上进行了 AA染毒剂量的筛选,细胞毒性、自由基含量及GSH的损失都与AA浓度呈剂量效应关系。在共培养模型上,高剂量1.0mMAA能够显著提高4-羟基壬烯醛和8-羟基脱氧鸟昔的生成量,并进一步促进Nrf2及NF-κB转移因子入核,进而导致下游相关酶HO1、NQO1、GST/IL1-β、IL6、TNF-α顺次激活。类似于纯培养,Nrf2的入核时间早于NF-κB。不同于两种纯培养模型,共培养Nrf2及NF-κB的激活速率介于两者之间,即快于星型胶质细胞而慢于小胶质细胞。(4)通过对差异表达蛋白的筛选及对比,利用IPA软件对其所影响的经典通路、上游调节元件、蛋白互作网络、主要生物功能进行分析,得出过多ROS的产生,从而导致的细胞氧化损伤是AA介导的神经毒性发生的主要原因之一。并且Nrf2和NF-κB通路可能是受AA毒性影响的主要通路,MAPK等磷酸化通路的改变可能是Nrf2和NF-κB激活的原因。本章蛋白组学结果预测与前两章的实际观测结果吻合。(5)蓝莓花色苷提取物(Blueberry anthocyanins extract,BAE)对AA体内干预的结果表明,50-250 mg/kg b.w./day的BAE能够抑制AA染毒小鼠肝脏线粒体中ROS的产生,恢复线粒体电子传递链复合物以及ATP水解酶酶活,改善线粒体内膜磷脂氧化及阻止膜电位消失,减少细胞色素c外漏并防止线粒体发生肿胀。推测BAE抑制AA所产生的氧化应激与其保护线粒体功能性密切相关。