背景羧甲基赖氨酸(CML)是在食品加工中因美拉德反应而产生的糖基化终产物(AGEs)中一种结构明确的标志物,是一种食品中广泛存在的潜在有害物质[1]。作为食品中新型潜在有害物质,对其毒性研究尚浅,尚未形成定论[2]。秀丽隐杆线虫作为典型的模式生物被广泛应用于科学研究的各个领域,由于它保存、培养方法较为简便,同步化技术成熟,基因稳定且可操作性很强,生命周期短暂而丰富,其微小的体型和透明的体表易于表征观察,使得秀丽隐杆线虫在毒理学研究领域受到越来越多的青睐[3]。因此,本课题拟通过不同浓度CML作用于秀丽隐杆线虫,从其寿命、后代数目、热环境影响生存时间,以及分子基因水平来探寻CML对秀丽隐杆线虫的毒性作用。方法1.通过不同浓度的CML作用于秀丽隐杆线虫,测定对其寿命影响;2.从秀丽隐杆线虫受精卵时期开始,以不同浓度CML干预,检测对其后代数目影响;3.在不同浓度CML生存环境下对线虫进行热刺激,观察其存活时间;4.通过荧光定量PCR技术检测秀丽隐杆线虫的寿命与生殖相关基因mRNA表达水平,探讨CML的可能毒性作用机制。结果1.CML对秀丽隐杆线虫的寿命有影响,浓度越高,平均寿命越短。平均寿命与CML呈现出一定的剂量-效应关系。在50mmol/L有最大作用,平均寿命减少了123%。2.CML对线虫生殖有影响,CML缩短线虫产卵期,使得线虫短时间内排出受精卵;在0.08mmol/L、0.4mmol/L与2mmol/L的CML影响下,后代数目没有显著性改变,在10mmol/L与50mmol/LCML的影响下,后代数目明显减少。3.CML对秀丽隐杆线虫的热环境刺激存活的影响,在CML染毒后秀丽隐杆线虫的生存曲线左移,在0.4mmol/L与2mmol/L的CML作用下,前12h内的热环境刺激下线虫的生存曲线并没有与未干预组有显著性差异,12h后与未干预组有显著差异。0.08mmol/L、10mmol/L、50mmol/L均与未干预组有显著性差异,这表明CML与热环境刺激存活数量呈现一定的剂量-效应关系。4.CML对秀丽隐杆线虫的寿命与生殖相关基因mRNA表达水平均有不同程度的改变。其中Daf-16作为多个通路直接影响寿命的基因,在中低浓度的CML(0.08mmol/L、0.4 mmol/L、2 mmol/L)的直接作用下,并没有显著性改变,而高浓度的(10mmol/L、50mmol/L)CML使得线虫daf-16表达水平显著性降低(P10mmol/L<0.5、P50mmol/L<0.5)。SKN-1、Hsf-1在0.4 mmol/L的CML的直接作用下其表达水平有显著性的增加(Phsf-1 0.4mmol/L<0.5,PSKN-1 0.4mmol/L<0.5)。Folt-1在CML的作用下表达水平显著增加(P0.08mmol/L<0.5,P0.4mmol/L<0.01 P2mmol/L<0.01,P10mmol/L<0.01,P50mmol/L<0.01)。Daf-2、JNK-1、daf-12、pha-4、fer-1、spe-10、spe-15在CML的影响下均无显著性变化。结论 游离态的CML作为低毒物质,对秀丽隐杆线虫的寿命、生殖、热环境下生存时间均有影响,并且由于其在体内的沉积作用,随着染毒时间的增加,其对线虫的毒性逐渐增加。CML与秀丽隐杆线虫的寿命、生殖、热环境下存活时间均呈现出一定的剂量-效应关系。CML主要通过TOR信号通路的SKN-1与生殖系统信号通路的hsf-1增强线虫对自身毒性的清理功能以及对外界热环境的抵抗力而延长寿命,但是在高浓度下daf-16的表达显著降低,表明线虫在高剂量的CML影响下其生命活性与寿命均受到了显著的影响。这一点通过folt-1的表达同样可以看出,在低剂量的CML作用下,folt-1表达量显著增加,但是线虫的后代数量并无明显改变,而高剂量的CML作用下线虫的后代数量显著减少。