草莓天竺葵素-3-葡萄糖苷对食品中氯丙醇导致细胞氧化应激的营养干预机制

Harmful substances chloropropanols in food has chronic toxicity. Statistical analysis has showed that intake of chloropropanols in most people' diet structure exceeds Acceptable Daily Intake(ADI). Long-term high-chloropropanols diet easily leads to body and cell damage. This phenomenon has caused wide public concern, but strategy has not been carried out to nutritional intervention about chloropropanols from the food. We have previously found that chloropropanols(3-MCPD and 1,3-DCP) could induce testicular interstitial cells damage through oxidative stress pathways and produce large amounts of free radicals. However, anthocyanin pelargonidin-3-glucoside obviously ameliorated the above changes. On this basis, this proposal aims to study the inhibitory effects of anthocyanin pelargonidin-3-glucoside on the generation of free radicals triggered by chloropropanols in leydig cells, and the time sequence and mutual relationship between free radicals generation and mitochondrial dysfunction. Studies will also be carried out toreveal the interfered targets and pathways of anthocyanin pelargonidin-3-glucoside on the progesterone synthesis function decline in Leydig cells. Moreover, the molecular intervention mechanisms of pelargonidin-3-glucoside on chloropropanols-induced oxidative stress will be clarified. Taken together, these results may provide effective nutritional intervention against high chloropropanols with diet.

食品中存在的有害物氯丙醇具有慢性毒性。统计发现大多数人饮食中氯丙醇的摄入量均超过每日允许摄入量（ADI）。长期摄入含高氯丙醇的食物，易引起机体和细胞损伤，这已引起了公众的广泛关注，但对食品来源的氯丙醇的营养干预尚未开展。我们前期研究发现氯丙醇（3-MCPD和1,3-DCP）易对Leydig细胞产生氧化损伤，并伴随大量自由基的产生，而草莓花色苷- - 天竺葵素-3-葡萄糖苷的干预，可显著缓解上述变化。在此基础上，本项目拟采用Leydig细胞为模型，通过分析天竺葵素-3-葡萄糖苷对氯丙醇导致Leydig细胞氧化应激中产生的自由基的抑制效果、自由基产生与线粒体损伤的时间顺序和相互关系，揭示天竺葵素-3-葡萄糖苷干预氯丙醇对Leydig细胞孕酮合成功能下降的靶点和途径，最终阐明天竺葵素-3-葡萄糖苷营养干预氯丙醇致Leydig细胞氧化应激的分子机制，为高氯丙醇的膳食结构提供相关的营养干预手段。

氯丙醇作为食品中广泛存在的污染物之一，已有研究表明其可通过氧化应激损伤睾丸、附睾，引发生精障碍，抑制精子活性。矢车菊素-3-葡萄糖苷（Cyanidin-3-glucoside，C3G）作为自然界中含量最多、存在最广泛的花色苷之一，是潜在的抑制氯丙醇生殖毒性的潜在化合物。本实验在细胞及动物水平研究了C3G对氯丙醇引起的生殖毒性的干预效果及其具体机制。.研究结果表明C3G对氯丙醇暴露的R2C细胞中cAMP具有显著促进，同时通过降低R2C细胞中ROS水平来抑制细胞内MMP下降，而促进cAMP表达和抑制MMP的下降可以促进将胆固醇从线粒体膜外向膜内转运，并提高氯丙醇暴露的R2C细胞孕酮合成通路中的关键调节蛋白StAR、3β-HSD的表达进而促进孕酮合成。C3G可能通过保护MMP对1, 3-DCP暴露的R2C细胞凋亡具有显著的抑制作用。.同时，动物水平研究结果表明C3G可通过加强抗氧化系统、降低炎症因子分泌，拮抗 3-MCPD 造成的大鼠睾丸氧化损伤，调节支持细胞结构蛋白表达与分布，加强血睾屏障紧密性，维持精子发生的微环境。C3G调节内分泌激素的分泌以及AR的表达，维持生精细胞正常分化与分裂，抑制生精上皮中生精细胞凋亡，增加精子总数，提高精子活性并降低精子畸形率，其中中剂量与低剂量C3G具有较好的保护作用。总之，C3G可以有效拮抗3-MCPD 造成的大鼠生精上皮损伤、内分泌失调以及精子发生障碍，进而保护雄性生殖。.综上，C3G作为抗氧化活性物质，对预防氯丙醇暴露引起的生殖损伤具有很好的效果，是潜在的营养干预物，具有很好的应用和推广前景。.本项目相关研究成果共发表论文12篇，其中SCI论文9篇，中科院大一区杂志论文2篇，IF>4的论文4篇，其中一篇以封面论文形式发表在国际知名学术期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（SCI 1区 Top期刊），获得授权中国发明专利1项。超额完成了项目预期任务指标。