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苯并芘(Benzo(a)pyrene,BaP)是苯与芘稠合而成的一类多环芳烃化合物,是一种强致癌物质,广泛存在于工业生产和食物熏制、烘烤煎炸过程中,通过水源、大气和土壤的污染进入到人类食物中,对人体健康产生极大的危害。双歧杆菌(Bifidobacterium)作为重要肠道益生菌,发挥益生功能的同时具有去除真菌毒素类致癌物的能力。本研究采用双歧杆菌细胞与BaP共培养的方法,利用HPLC法检测菌株吸附BaP的可能性,并对影响吸附的因素进行分析。在此基础上,以Caco-2细胞为模型,通过MTT,胞内氧化应激压力(SOD酶活,POD酶活,GSH含量)和DNA损伤检测(彗星实验)三部分实验评价了体外条件下双歧杆菌脱除BaP效果;基于转录组学数据,qRT-PCR和Western Blot数据,初步阐明了双歧杆菌降低BaP细胞毒性的分子机制,研究结果对于应用双歧杆菌降低BaP危害有很好的实践指导意义,为食品和医药等行业开发双歧杆菌类功能食品提供理论依据。主要研究结果如下: (1)本实验从8株双歧杆菌中利用HPLC筛选出BaP吸附能力最高的两株Bifidobacterium lactis BI-04和Bifidobacterium infantis Bi-26,分别为75.95%和72.12%。 (2)菌株BI-04和Bi-26吸附BaP的能力受培养温度、培养时间、菌体浓度和pH值四个因素影响,但和菌体活力无相关性。菌体吸附BaP稳定性较低,易被有机溶剂苯除去。表明双歧杆菌吸附BaP是动态物理吸附过程,可能是结合在菌体细胞壁表面。 (3) BaP浓度为50μM时,对Caco-2细胞有较好的细胞抑制性。双歧杆菌(菌株BI-04和Bi-26)对Caco-2细胞有明显的保护效果,能够显著缓解BaP造成的Caco-2细胞DNA损伤以及胞内氧化损伤。 (4)转录组学数据表明BaP通过增加Caco-2细胞胞内氧化压力,对细胞DNA造成损伤,抑制生物合成代谢过程,下调PI3K/Akt信号通路,激活p53表达,促进细胞凋亡;双歧杆菌通过诱导抗氧化酶和代谢酶(CYP1A1酶在代谢降解BaP细胞毒性过程中发挥关键作用)抵抗BaP引起的氧化应激,并诱导促炎症反应抵抗BaP引起的细胞损伤,清除受损细胞;增强生物合成代谢过程,上调PI3K/Akt信号通路,抑制p53在细胞中的表达,抑制凋亡,缓解BaP造成的细胞毒性。