重金属污染已逐渐成为食品安全热点问题,我国食品中铅含量普遍偏高。目前已经证实,铅对人体具有毒性,如造成氧化压力、神经毒性、生殖毒性、铁缺乏等。因此寻找一种天然的、经济安全的物质防治铅中毒具有重要的科学意义和应用价值。黑豆皮提取物(Black soybean seed coat extract,BSSCE)富含丰富的花青素,对人类健康具有许多益处,具有抗氧化活性、抗肿瘤活性以及调控铁代谢等生物活性。果蝇是一种经典的模式生物,在金属离子代谢过程中具有保守性,具有生长周期短、容易大量饲养等优点,被广泛应用于遗传代谢、免疫、神经退行性疾病、食品营养与健康等领域。本文通过研究发现,黑豆皮及其提取物对铅毒性具有显著的挽救效果,并深入探讨了作用机制。主要研究内容与结果如下:(1)黑豆皮粉(BSSC)改善铅诱导的果蝇健康缺陷。黑豆的活性成分主要在黑豆皮中,富含大量的花青素,具有抗氧化活性。结果表明黑豆皮能显著的挽救铅中毒果蝇的表型,包括羽化率、生命周期、运动能力、生殖能力以及寿命等状况。(2)黑豆皮提取物(BSSCE)改善铅诱导的果蝇健康缺陷。我们进一步利用BSSCE进行研究发现,BSSCE能够挽救铅中毒果蝇的健康缺陷与BSSC挽救效果一致,因此我们判定BSSCE是BSSC中发挥铅中毒表型挽救效果的主要物质。(3)BSSCE挽救果蝇铅诱导的铁缺乏。铅暴露会导致果蝇中肠铁水平下降,实验中我们发现BSSCE能够调控参与铁代谢的相关基因,进而促进果蝇中铁的吸收,增加果蝇中肠以及全身铁水平。(4)BSSCE清除果蝇肠子中的ROS。铅暴露导致氧化压力造成果蝇肠子ROS水平升高,我们发现BSSCE能有效地清除果蝇肠子ROS,还可以调节果蝇中肠抗氧化相关基因水平以及提高了超氧化物歧化酶、过氧化氢酶的酶活性。(5)膳食铁缺乏限制了BSSCE对铅毒性的保护作用。为了进一步的验证BSSCE挽救铅中毒的作用机制,我们在果蝇食物中添加铁螯合剂来限制膳食中的铁供应,研究发现,在膳食铁匮乏的条件下,BSSCE依然能够清除铅在果蝇中肠的ROS,但是不能挽救铅暴露导致的生长发育等缺陷。这些研究结果就表明,BSSCE促进铁吸收在挽救铅中毒过程中至关重要。综上,我们前期研究结果表明,铅暴露的果蝇肠内出现ROS,引起铁代谢基因紊乱,从而降低铁吸收,导致果蝇体内缺铁,与人类流行病学调查结果一致。本文结果表明,BSSCE能够降低铅暴露的果蝇肠内ROS水平,进而改变肠内铁代谢基因的表达,从而促进食物中铁吸收,最终缓解铅中毒的一系列表型。该研究提示我们黑豆皮及BSSCE可以作为治疗铅中毒或铁缺乏疾病的有效辅助手段,为未来功能性食品的开发提供了重要线索和理论依据。