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食品添加剂广泛应用于各种食品当中,用来保持食品的味道、颜色和其他品质。但是,如果使用不当或超过标准,就会对人体造成损害。如今国内外常常将亚硫酸盐添加到食品中,用来防止其中的营养成分被氧化而变质,同时抑制微生物的生长,长期以来在食品工业中作为漂白剂被广泛使用。本研究目的是为了研究亚硫酸钠(Na2SO3)作为一种食品添加剂对人体的毒性作用,肝细胞在人体中有解毒作用,其受损也危害着人体的健康,本实验以人正常肝细胞(L02)为实验对象,从细胞角度分析亚硫酸钠对肝细胞的损害,并通过转录组学分析亚硫酸钠摄入后,在肝细胞L02中差异表达的基因,从这些差异表达的基因着手,解析亚硫酸钠损害人体肝细胞的毒性机制。主要的研究结果如下:1.亚硫酸钠对L02细胞形态学及细胞活性增殖的影响(1)Na2SO3对L02细胞形态学变化影响:分别用0 M、10-55 M、10-44 M、10-33 M和10-22 M浓度的Na2SO3处理L02细胞24 h、48 h和72 h。经倒置显微镜观察细胞形态学的变化,发现对照组的细胞呈正常形态,而在不同浓度的Na2SO3处理后的处理组细胞呈现出不同程度的成簇成团、细胞膜变薄甚至细胞破碎等现象,且这种现象随着处理天数的增加日益明显,表明Na2SO3的浓度越高,细胞的存活时间越短,对于细胞的毒性越强。(2)Na2SO3对L02细胞活性的影响:分别用0 M、10-55 M、10-44 M、2.5×10-44 M、5×10-44 M、5×10-33 M和10-22 M浓度的Na2SO3处理L02细胞,并检测L02细胞经不同浓度Na2SO3处理72 h的活性情况,从而计算出Na2SO3对L02细胞的半致死浓度(half inhibitory concentration,IC50)为4.68×10-44 M,表明亚硫酸钠处理浓度越高,L02细胞活性越低。(3)Na2SO3对L02细胞增殖的影响:用不同浓度的Na2SO3(0 M、10-55 M、10-44 M、5×10-4M、5×10-33 M和10-22 M)分别处理L02细胞0 h、24 h、48 h和72 h后的结果表明,高浓度的Na2SO3抑制L02细胞的增殖,并且随着时间的增加抑制效果越明显,而低浓度的Na2SO3处理对L02细胞无明显影响。2.Na2SO3对L02细胞凋亡的影响用不同浓度的Na2SO3(0 M、10-55 M、10-44 M、10-33 M和10-22 M)分别处理L02细胞24 h、48 h和72 h后,用AO/EB双染法观察L02细胞凋亡的变化。结果显示,随着处理浓度的不断升高,发绿色荧光的正常细胞数量逐渐减少,而橙色荧光和红色荧光的凋亡细胞的数量大幅度增加。此外分别用0 M、10-55 M、10-44 M、5×10-44 M和10-22 M浓度的Na2SO3处理L02细胞72 h,以及用半致死浓度的Na2SO3对L02细胞进行不同时间的处理后,使用流式细胞仪检测细胞凋亡情况,结果表明随着Na2SO3处理浓度以及处理天数的逐渐增加,存活的正常细胞数不断减少,而早期凋亡、晚期凋亡的细胞数和细胞坏死率显著增加。3.Na2SO3对L02细胞差异表达基因(Differentially Expressed Genes,DEGs)的影响运用转录组学的方法分析经过半致死浓度的亚硫酸钠处理72 h的细胞(处理组IC50)和72 h未经亚硫酸钠处理的细胞(对照组MOCK)。处理组特异性表达的基因有2152个,对照组特异性表达的基因有5075个。火山图显示差异表达的基因共有97个,P-adjust<0.05。GO分析表明大多数差异基因被分类为细胞过程、单组织过程和代谢过程。KEGG分析结果表明,大多数差异表达基因与代谢途径、癌症、信号转导、凋亡和炎症密切相关。并且荧光定量PCR验证结果与转录组学分析结果一致。