丙烯酰胺对DSS诱导小鼠溃疡性结肠炎的作用研究
Study on the Effects of Acrylamide on DSS-induced Mice Ulcerative Colitis Model
摘要:丙烯酰胺（Acrylamide, AA）是一种常见的化学毒素，并被报道存在于高温焙烤、油炸的淀粉类食物之中，具有全身毒性作用。近年来研究发现AA暴露可破坏肠道屏障结构，引起轻度的肠道炎，但AA具体在肠道疾病中的作用研究仍报道较少。溃疡性结肠炎是一种病因未明的慢性、复发性肠道炎症疾病，而饮食因素可能对结肠炎的发病及治疗过程起到重要的影响。本研究构建体内肠炎模型，探讨AA对DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎的影响，对小鼠体重、脾脏指数、疾病活动指数（DAI）、结肠组织学病理变化等指标进行评价，接着对小鼠结肠中的肠屏障蛋白水平及炎性因子的mRNA水平进行检测，最后，通过16SRNA测序，分析小鼠肠道菌群组成及丰度的变化。结果表明，与对照组小鼠相比，DSS会诱导小鼠结肠屏障黏膜结构受损，炎症水平升高，肠道菌群丰度降低，最终小鼠腹泻、便血及体重降低；AA与DSS共同处理则会加剧小鼠的结肠损伤，进一步破坏小鼠肠道屏障，抑制肠屏障蛋白表达，上调炎症因子表达，使DAI评分进一步上升。肠道菌群分析结果表明，AA可能通过降低厚壁菌门丰度，升高拟杆菌门相对丰度加剧结肠炎症反应；属水平分析结果发现，AA与DSS共处理组中，拉氏梭菌科NK4A136群的丰度下调以及大肠杆菌-志贺菌属和拟杆菌属丰度的上调可能与AA加剧DSS诱导的溃疡性结肠炎作用相关。本研究明确了AA摄入对溃疡性结肠炎的影响，为深入探索膳食因素诱导结肠炎等肠道疾病之间的潜在关联提供数据支撑，研究成果也可为结肠炎患者的治疗提供饮食限制参考。
关键词：丙烯酰胺；溃疡性结肠炎；肠道菌群
丙烯酰胺（Acrylamide, AA）是一种常见的工业助剂，在化工、纺织、造纸、废水处理、医疗美容等多个工业领域都有广泛应用。研究表明，AA具有神经毒性、肝脏毒性、生殖毒性及潜在的致癌性。2002年，瑞典研究人员首次在高温油炸及焙烤的高淀粉食物（如薯条、薯片、曲奇饼干、面包等）中发现了较高剂量AA的存在，并阐明其是还原糖与天冬酰胺在高温条件下由美拉德反应产生的副产物，引起大众对因膳食摄入而暴露AA的关注与担忧。研究表明，咖啡中AA的含量可高达4500 μg/kg，远高于世界卫生组织对饮用水中AA的限量标准。由此可见，因饮食摄入AA而造成的健康风险不容忽视。由于AA经消化道细胞被吸收进入血液，且是一种肠道生物利用度很高的毒素，能够通过被动扩散从肠道进入循环，因此，AA对于肠道细胞的破坏作用引起了学者们的关注。研究表明，AA对小肠结构有一定的影响，具体表现为小肠绒毛长度减少、绒毛间距变宽、局部隐窝退化、炎症细胞浸润和溃疡，严重可导致肠壁血管充血等。AA作用于大鼠小肠隐窝上皮细胞，可导致细胞受损并释放出毒性生物标志物—乳酸脱氢酶（D-Lactate dehydrogenase, D-LA）。此外，AA显著增加肠上皮膜通透性，使脂多糖（lipopolysaccharide, LPS）渗漏到血液中，增加血清D-LA和LPS的含量，进一步扰乱免疫稳态并诱发炎症反应。
肠道作为最大的消化和吸收器官，是人体内一道天然屏障，参与调节营养物质和水的平衡，并防止有害化合物的进入体内，对维护机体健康具有重要作用。肠道组织结构的损伤可表现为肠组织氧化应激反应、肠道紧密连接蛋白的受损、肠免疫调节失衡及肠道菌群紊乱等。溃疡性结肠炎（ulcerative colitis, UC）属于炎症性肠病，是一种以体重减轻、便血、腹痛腹泻为特征的慢性免疫介导的肠道性疾病，并具有容易复发、不易治疗等特点。大多数研究认为其可能与遗传的易感个体的肠道菌群异常或失调有关，而环境因素是引起肠道菌群生物异常的一个重要因素。有研究发现，饮食因素可能对结肠炎的发病及治疗过程起到重要的影响。已有报道指出AA能够干扰肠道菌群稳定，破坏肠道屏障结构，但有关AA暴露对UC小鼠的病理作用的影响仍鲜有报道。因此，本研究旨在探究AA暴露是否有能够加剧DSS诱导的小鼠溃疡性结肠炎的作用，结合肠道微生态改变，进一步分析膳食摄入的AA对结肠炎的可能机制，为深入探索膳食因素诱导结肠炎等肠道疾病之间的潜在关联提供数据支撑。