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膳食多酚是一类能够促进健康、预防多种慢性疾病的膳食功能成分,加上来源广泛、天然低毒等优点,已经被公认为最具潜力的化学预防物质。杨梅酮是一种典型的膳食多酚物质,广泛存在于多种果蔬和红酒等食品中。本课题的主要目的是通过先端的营养基因组学和分子生物学方法分别研究杨梅酮对人肝细胞全基因组表达的影响规律及其对人体的生理功能,以及杨梅酮对巨噬细胞炎症反应的抑制效果。通过本论文的研究和比较分析,拟为杨梅酮及类似膳食多酚在食品医药领域中的进一步应用奠定理论基础,帮助我们从全基因组和蛋白质组水平去全面评价膳食多酚对人类健康的促进作用。本文的研究内容和结果为:一、首先以1×10~6个/盘的细胞浓度预培养人肝癌细胞(HepG2)24h后,再使用浓度为20μM的杨梅酮处理细胞8h,回收细胞提取总RNA并反转录成cDNA,最后用于基因芯片杂交和信号检测,对获得的庞大的基因芯片数据使用专门的数据分析软件进行分类和分析:1、杨梅酮能显著影响人肝细胞中44000个基因中619个基因的表达(改变倍数大于等于2),IPA(Ingenuity Pathways Analysis,创新途径分析)分析显示其中只有337个有效基因。对以上显著差异表达的基因根据改变倍数进行分类,发现差异表达的基因大多为上调或下调改变2-3倍,基因芯片源数据和IPA分析中分别有534个和286个基因表达倍数属于该区域;2、使用GO(Gene Ontology,基因本体)对基因芯片数据中显著差异表达的基因进行分类,在基因本体的主要三大分类,生物过程(biological process)、细胞成分(cellular component)和分子功能(molecular function)中,分别有13、18和29个小类均包含有显著差异表达的基因;且分子功能这一大类中包含的显著差异表达的基因数最多,说明杨梅酮作用于肝癌细胞后对其分子功能的影响最大;分子功能中所包含显著变化基因最多的小类是蛋白结合,说明细胞内的信号传导功能受到的杨梅酮的显著影响,即杨梅酮能显著影响细胞内的信号通道;3、从代谢酶分类的角度对基因芯片数据进行深度分析:肝癌细胞的3类代谢酶基因表达中,受杨梅酮影响最多的是转运蛋白相关基因,其中受显著影响的基因数较多的是SLC家族(10个)、ATP家族(6个)和ABC家族(2个),说明杨梅酮能显著诱导肝细胞代谢蛋白的基因表达,特别能量代谢相关蛋白的基因表达;4、使用IPA对基因芯片数据中显著差异表达的基因进行分析,结果显示最受杨梅酮显著影响的典型信号通道为Metabolism of Xenobiotics by Cytochrome P450(细胞色素P450介导的代谢外源性物质信号通道)、Bile Acid Biosynthesis(胆汁酸生物合成信号通道)和NRF2-mediated Oxidative Stress Response(Nrf2介导的氧化应激反应信号通道),杨梅酮最可能具有的分子功能为改善心血管疾病、代谢疾病和脂质代谢;二、建立脂多糖(LPS)诱导的RAW264.7巨噬细胞炎症模型,提取其培养后的细胞上清液,使用Bio-plex测试仪和细胞因子蛋白组试剂盒同时检测上清液中炎症因子蛋白组(23种)的分泌水平,研究结果发现,杨梅酮能显著降低其中9种炎症因子的分泌水平,说明炎症反应得到了显著抑制。