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丙烯酰胺(Acrylamide,AA)是食品热加工过程中形成的一种常见的具有神经毒性、生殖毒性、肝毒性、遗传毒性及潜在的致癌性的食品污染物。氧化应激和内质网应激(Endoplasmic reticulum stress,ERS)及下游通路的激活可能是导致AA毒性的机制之一。大蒜素是大蒜的主要生物活性成分,其抗氧化、保肝、神经保护等方面的生理功能已被证实。本文旨在通过对AA诱导大鼠BRL-3A肝细胞损伤的机制进行深入探讨,通过添加天然植物源大蒜素,研究其对AA所引起的氧化应激和ERS介导的细胞凋亡的保护作用,为大蒜素的进一步开发奠定研究基础。主要的结果及结论如下:(1)评估了大蒜素对AA所致大鼠BRL-3A肝细胞氧化应激指标的变化。结果表明,AA使大鼠BRL-3A细胞内ROS水平显著提升,降低细胞中SOD和GSH-Px酶活力,提高DNA损伤因子8-OHd G的水平,而大蒜素通过降低细胞内ROS和8-OHd G水平,以及恢复AA诱导细胞中SOD和GSH-Px的活性,说明大蒜素可以作为大鼠BRL-3A细胞良好的ROS清除剂,增加抗氧化能力,提高细胞活力并改善AA诱导的氧化应激损伤。此外,大蒜素可通过抑制CYP2E1蛋白的含量,保护细胞免受氧化应激损伤。其作用机制可能是大蒜素通过疏水相互作用与CYP2E1活性位点Phe116、Phe207、Leu210、Phe298、Ala299、Thr303、Val364和Phe478结合,进而降低了CYP2E1蛋白活性,抑制了由AA引起的氧化应激损伤。(2)考察了大蒜素对AA诱导大鼠BRL-3A肝细胞MAPK通路及相关蛋白表达的影响。结果表明,大蒜素能显著降低JNK和p38磷酸化水平,增加ERK的磷酸化水平,且NAC能抑制MAPK关键蛋白磷酸化水平,说明AA诱导过量ROS产生可激活MAPK通路,进而引发细胞生物学反应。大蒜素通过抑制JNK和p38通路,激活ERK通路,对AA诱导大鼠BRL-3A细胞氧化应激发挥保护作用。大蒜素可逆转AA对大鼠BRL-3A细胞中Phospholipase A2、KGF、Gadd45a、c-Fos和Dusp5蛋白表达的改变,通过调控MAPK通路相关蛋白,干预AA诱导的肝细胞损伤。并进行以下猜测:(1)大蒜素可能通过调控MAPK通路中的KGF蛋白的表达,进而修复受损细胞、抑制细胞凋亡。(2)大蒜素可能介导MAPK通路抑制c-Fos表达,而MAPK通路又一定程度上受到Dusp5的调控。(3)大蒜素可能通过抑制Gadd45a的表达和上调Phospholipase A2的表达,提升细胞抗氧化能力,减轻AA诱导的氧化损伤。(3)探究了大蒜素对AA诱导大鼠BRL-3A肝细胞ERS介导的细胞凋亡的影响。结果表明,大蒜素能够显著逆转AA处理后大鼠BRL-3A细胞内GRP78、CHOP和cleaved caspase-12的表达的增加,抑制大鼠BRL-3A细胞中IRE1、TRAF2、ASK1和JNK的活化。大蒜素通过抑制IRE1通路调控MAPK通路,抑制JNK的激活,改变Bax/Bcl-2比例,从而维持细胞内钙离子动态平衡,并通过下游caspase级联反应相互作用共同对AA诱导的ERS调控的细胞凋亡发挥保护作用。综上所述,大蒜素可以作为大鼠BRL-3A肝细胞良好的ROS清除剂,增加抗氧化能力,提升细胞活力并改善氧化应激损伤。大蒜素还通过抑制JNK和p38通路,激活ERK通路,对AA诱导大鼠BRL-3A肝细胞氧化应激发挥保护作用。此外,大蒜素通过抑制IRE1通路调控MAPK通路,降低细胞中Bax/Bcl-2比例,进而维持细胞内Ca2+动态平衡,并通过下游caspase级联反应相互作用共同干预由AA引发的ERS诱导的细胞凋亡。本研究可为今后明确天然植物源抗氧化剂减轻食品加工污染物AA对机体的危害提供较为可靠的理论基础。