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人工合成的食用色素作为广泛应用的食品添加剂,相比于天然色素其安全性更具争议;食用色素对大脑、肾脏、肝脏等的毒理研究如神经毒性、基因毒性、致癌性以及引起多动症、过敏等不良反应已有大量报道,但对肠道细胞的毒理研究则鲜有文献。本文利用实验室现有的肠道体外类器官培养模型,并结合葡聚糖硫酸钠(dextran sulphate sodium,DSS)炎症损伤模型,研究不同来源的食用黄色素对肠道类器官生长、细胞增殖分化及肠道炎症反应的影响与机制,主要研究结果如下:(1)通过模拟日常可接触浓度下的色素刺激,探究了常见食用黄色素对肠道类器官生长的影响。经类器官生长指标统计和细胞活力检测发现,2μg/mL姜黄素、叶黄素、羟基红花黄A(红花黄色素主要活性成分)、柠檬黄和喹啉黄刺激下,第一代和第二代类器官的出芽率、扩增率、单个类器官出芽数以及细胞活力与相应对照组间无显著差异,5种色素均未影响类器官生长,而2μg/mL的日落黄可以显著降低第二代类器官的出芽率(p<0.001)、扩增率(p<0.001)、单个类器官出芽数(p<0.001)以及细胞活力(p<0.001),说明日落黄的长期刺激可以抑制肠道类器官的生长。(2)通过细胞谱系和激素分泌分析,进一步研究了日落黄对肠道细胞增殖分化的影响。经2μg/mL日落黄刺激两代的类器官内,干细胞标记基因和分泌细胞标记基因表达减少,吸收系细胞标记基因表达升高,荧光免疫组化结果与基因检测结果一致,EdU和Ki67标记的增殖细胞均较对照组显著减少,Olfm4标记的干细胞和Chromogranin A(ChgA)、Lysozyme(Lyz)和Mucin2(Muc2)标记的分泌细胞较对照组显著减少,而Villin标记的吸收系细胞增加,均表明在日落黄刺激下,类器官内肠道细胞增殖被抑制,肠道细胞分化受影响,肠道上皮稳态被打破。且培养基内,胰高血糖素样肽1(glucagon-like peptide-1,GLP-1)分泌量减少(p<0.05),说明日落黄破坏肠道上皮稳态的同时,扰乱了肠内激素的分泌。(3)检测内质网应激和氧化应激水平,探究日落黄影响肠道细胞增殖与分化的机制。日落黄组类器官内未折叠蛋白反应靶点Xbp1s、Atf4、Grp78基因表达升高(p<0.001),Chop凋亡基因于对照组无显著性差异,说明类器官内内质网应激水平升高,但趋于自我保护,不足以引起凋亡。同时,内器官内活性氧(reactive oxygen species,ROS),脂质过氧化物(malondialdehyde,MDA)和过氧化氢(H2O2)含量升高(p<0.05),呈累积状态,而过氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活力降低(p<0.05),均显示类器官内氧化应激水平升高。由于日落黄刺激下类器官内各细胞系状态与现有文献报道内质网应激下肠道上皮细胞状态接近,且内质网应激与氧化应激可相互促进,由此认为日落黄可能通过升高内质网应激和氧化应激水平引起类器官内稳态的破坏。(4)利用DSS炎症损伤模型,探究日落黄对DSS引起的小鼠炎症反应的影响。通过小鼠各生理指标检测显示,40 mg/kg diet日落黄喂养组小鼠较正常饲料组,疾病活动指数升高,结肠长度缩短了1.08 cm(p<0.01),回肠的绒毛及隐窝高度分别降低了88.60μm和33.13μm,且回肠内炎症因子IL-1β和TNF-α表达水平升高(p<0.01),说明小鼠肠道内炎症水平升高,日落黄可以加重DSS引起的小鼠肠炎反应。本文研究结果表明,姜黄素、叶黄素、羟基红花黄A、柠檬黄和喹啉黄在低浓度刺激下不影响肠道类器官正常生长。日落黄刺激可以通过抑制肠道细胞增殖和影响肠道细胞分化,破坏肠道上皮稳态,扰乱激素分泌,这可能是由于内质网应激与氧化应激引起的。另外,长期持续大量食用日落黄可能会增加患肠道炎症的风险。