红景天苷对膳食中潜在致癌物呋喃所致基因毒性的干预机制研究

Furan is an important endogenous contaminant in food, which has liver toxicity and potential carcinogenicity. Furan has been classified by International Agency for Research on Cancer (IRAC) as possibly carcinogenic substance to humans (Group 2B).Genotoxicity of furan is one of the hot spots of the present study. But the researches of most scientists obtained recently were still lack of overall screening the target genes of furan-induced genotoxicity based on the target genes. On the basis of the preliminary studies, the project aims to screen the target genes of furan-induced genotoxicity based on the whole genome microarray expression technology, real time RT-PCR and Western-blot technology and others molecular biology methods from the level of experimental animals. We strive to explore the genetic damage mechanism of furan from DNA molecule, genes, and protein aspects. Meanwhile, in our previous study, we found that salidroside showed excellent protective effect against furan-induced liver toxicity. Salidroside will be added to study the protective mechanisms of furan-induced genotoxicity from the changes of DNA adducts and target genes. The protective mechanisms of salidroside against furan-induced genotoxicity are evaluated from DNA molecule, genes, and protein aspects. These results lay the foundation to further develop and utilize

呋喃（Furan）是一种重要的食品内源污染物，具有肝毒性和潜在的致癌性，国际癌症研究机构（IRAC）将呋喃归类为可能使人类致癌的物质2B组。呋喃的基因毒性是目前研究的热点和难点之一，但是，现有研究结果并未从基因变化和靶基因角度阐明呋喃毒作用机制。因此，本项目在前期研究的基础上，旨在借助全基因组芯片表达谱技术、荧光定量PCR和Western-blot等相关分子生物学手段，从实验动物水平对呋喃致基因毒性的靶基因进行筛选，从基因、分子及蛋白水平分析并筛选呋喃造成实验动物基因损伤的靶基因，明确呋喃致基因毒性机制；并利用红景天苷强效的呋喃毒性保护作用，通过实验动物中相关组织特征指标、DNA加合物含量、靶基因以及微观结构变化等，从DNA、基因和蛋白水平等方面阐明红景天苷对呋喃所致基因毒性的干预机制，以此指导减少呋喃对人体危害的新途径，最终为红景天苷在呋喃危害防护领域发挥的突出作用提供理论依据。

呋喃（Furan）是一种重要的食品内源污染物，具有肝毒性和潜在的致癌性，国际癌症研究机构（IRAC）已将呋喃归类为可能使人类致癌的物质2B组。本项目按照计划书内容，利用全基因组芯片表达谱技术对呋喃致Balb/c小鼠肝脏基因毒性的靶基因进行了筛选，我们发现呋喃会显著影响细胞色素P450的外源化合物代谢（Metabolism of xenobiotics by cytochrome P450）、MAPK信号通路、NF-κB信号通路、TNF信号通路、ECM受体相互作用（ECM-receptor interaction）、Wnt信号通路等与氧化应激、免疫应答、肝纤维化等相关通路的基因，而呋喃导致的实验动物肝脏损伤中以Wnt信号通路为代表的肝纤维化相关通路的激活，可能是呋喃所致小鼠肝损伤由细胞正常再生到癌变的转折点。在研究呋喃毒性机制的过程中，我们利用红景天苷的作用，从肝组织切片、氧化损伤典型指标、免疫指标、肠道微生物等角度，阐明了红景天苷干预呋喃毒性作用机制。红景天苷可以通过缓解小鼠肝组织坏死而改善肝组织损伤情况；还可以通过增加肝脏中GSH、GST、SOD的水平，增加生物体抗氧化的能力，改善由呋喃引起的肝脏氧化损伤；通过红景天苷的作用，可以有效改善小鼠由于呋喃作用而产生的炎性损伤，对小鼠血清中TNF-α、IL-6分泌有明显的抑制作用。通过添加红景天苷干预后，实验组肠道菌群菌种类和结构得到了大大的改善，有益菌（乳酸杆菌和拟杆菌）的菌种数量大大增加，有害菌（变形菌门和梭状杆菌）菌种数量相对减少，首次从肠道微生物角度阐明了红景天苷对呋喃所致毒性的保护作用。. 总之，通过本研究表明了红景天苷作为一种可食用的天然植物源成分，对预防呋喃毒性，减缓呋喃引起的毒性损伤具有重要的作用。本项目是国内外率先对红景天苷抑制食品中呋喃的体外及体内毒性机制进行了研究，对其应用具有重要的参考价值。项目执行过程中，共发表论文6篇（含2篇已接收待发表），其中SCI论文5篇，EI论文1篇；获学术奖励1项；培养硕士研究生3人（待毕业）；培养青年教师1人。