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食品中农药残留是食品安全中一项重要的科学问题。利用食品中的天然抗氧化成分提高人体细胞抗氧化损伤、应对氧化应激等能力,成为功能食品研究的新方向。本文假设大豆异黄酮(soy isoflavone,SIF)对甲萘威诱导损伤的神经细胞具有保护作用,以经典的神经细胞模型——PC12细胞作为研究材料,以常用的氨基甲酸酯类农药——甲萘威为细胞损伤外源诱导物,研究甲萘威诱导的神经细胞损伤机理以及SIF对损伤细胞的保护作用。从细胞毒性减轻、神经递质含量正常化、氧化损伤程度改变等方面,证实SIF对甲萘威诱导损伤的PC12细胞具有保护作用。(1)甲萘威对PC12细胞具有较强的神经毒性。甲萘威浓度从0.00μg/m L升高到200.00μg/m L的过程中,不仅能诱导PC12细胞产生了过量的活性氧自由基(ROS),还与乙酰胆碱酯酶(ACh E)结合,导致乙酰胆碱(ACh)无法被分解而释放到培养基中,诱导产生大量的ROS。此时,细胞相对荧光强度(relative fluorescence intensity,RFI)从37.38±11.48先增强到45.56±11.96,后因细胞严重损伤又减弱到17.11±1.50。过量的ROS提高了线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential,MMP)去极化比例,上调了半胱天冬氨酸特异性蛋白酶3(Caspase-3)活性,使乳酸脱氢酶(LDH)漏出率升高。丙二醛(MDA)含量从19.27±0.96 nmol/mg·prot逐渐增加到112.39±1.59 nmol/mg·prot,超氧化物歧化酶(SOD)活力从4.08±0.87 U/mg·prot增强到17.77±0.43 U/mg·prot,SOD抑制率也从(19.00±1.66)%增加到了(73.00±1.71)%,谷胱甘肽(GSH)含量从96.15±6.10μmol/g·prot逐渐减少到22.91±3.98μmol/g·prot。于是,导致了细胞形态学上的改变,出现细胞皱缩,突触变小,绒毛消失等现象。最终随着甲萘威浓度的升高,细胞的存活率从(100.00±0.46)%下降到了(27.86±1.69)%。(2)染料木黄酮(genistein,GEN)可以加快PC12细胞中ACh的代谢。20.00μg/m L GEN对PC12细胞无细胞毒性,但是在高浓度时具有促氧化作用,使MDA含量升高到13.19±6.69 nmol/mg·prot,RFI值达到112.51±8.21,同时诱导细胞GSH含量升高到195.89±0.00μmol/g·prot。在有甲萘威诱导刺激时,GEN一是对参与神经系统的兴奋性传递的α7-烟碱型胆碱能受体(α7-n ACh Rs)产生变构,提高了它的活性,加快了ACh的代谢,减轻过量ACh对PC12细胞造成的损伤。二是GEN作为酪氨酸蛋白激酶(PTK)的抑制剂可以通过抑制PTK相关途径,达到抑制ROS介导的氧化作用。(3)大豆苷元(daidzein,DAI)能诱导PC12细胞抗氧化酶系统的活力。20.00μg/m L DAI本身没有细胞毒性,同时诱导细胞抗氧化酶系统活力,提高GSH含量。由于DAI较GEN少一个C-5位置的羟基,因此具有更好的亲脂性,同构象阻碍较低,故在细胞膜表面浓度较高,生物效能明显高于GEN。在有甲萘威诱导刺激时,DAI既能通过其抗氧化性质达到减少MDA含量、SOD抑制率、RFI数值,诱导提高GSH含量、SOD比活力的效果;又能通过抑制Caspase-3介导的凋亡途径来达到神经保护的目的。(4)GEN-DAI混合溶液对甲萘威损伤细胞有更好的保护作用。20.00μg/m L GEN-DAI混合溶液本身由于降低了GEN含量,有利于表现出抗氧化性,因此提高了PC12细胞GSH含量达到269.90±0.00μmol/g·prot,减少LDH漏出率、综合增强了ACh的代谢。在有甲萘威诱导刺激时兼有两种SIF的作用,既抑制Caspase-3介导的凋亡,又对α7-nAChRs产生变构提高活性,增强了神经细胞信号传递,还抑制TK拮抗了过量ACh产生ROS,最后诱导增强PC12细胞抗氧化活力。因此混合溶液比两种单体对甲萘威损伤细胞有更好的保护作用。通过本项研究不仅为SIF的神经保护作用提供实验依据,而且为抗氧化物保护农药损伤的细胞提供直接的实验依据及可能的干预措施,具有重要的理论意义。