研究揭示丙烯酰胺在增加腸炎風(fēng)險中的作用

工業(yè)化的生活方式是導(dǎo)致炎癥性腸?。↖BD）全球流行的一個關(guān)鍵環(huán)境因素。在過去幾十年中，加工食品的供應(yīng)量顯著增加。大量流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，加工食品的大量消費與人類健康的不良后果有密切聯(lián)系。然而，加工食品中特定組分如何導(dǎo)致IBD風(fēng)險增加的原因尚不清楚。丙烯酰胺是一種食品熱加工過程中形成的危害物，廣泛存在于薯片、面包、咖啡等多種富含碳水化合物的烹飪和油炸食品中。丙烯酰胺具有神經(jīng)毒性、生殖毒性、遺傳毒性、免疫毒性。然而，加工食品中丙烯酰胺如何增加IBD風(fēng)險的機制尚不明確。

近期，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院陳芳教授團隊聯(lián)合王金鋒教授團隊在Science Bulletin發(fā)表研究論文，揭示了丙烯酰胺在破壞腸道穩(wěn)態(tài)方面的新機制。研究者使用小鼠腸炎模型探究腸道菌群在促進丙烯酰胺誘導(dǎo)腸炎易感性中的作用，揭示了攜帶酰胺酶編碼基因（amiE）的產(chǎn)氣腸桿菌（Enterobacter aerogenes，E.aerogenes）將丙烯酰胺轉(zhuǎn)化為促炎代謝物的新機制，并通過人類腸道微生物宏基因組公共數(shù)據(jù)庫進行驗證。

研究人員發(fā)現(xiàn)對小鼠飼喂富含丙烯酰胺的飼料以及在飲水中加入丙烯酰胺可以加劇葡聚糖硫酸鈉（DSS）和白細胞介素-10缺乏（Il10-/-）誘導(dǎo)的結(jié)腸炎。結(jié)腸中參與NLRP3炎癥小體信號激活的基因顯著上調(diào)。通過構(gòu)建基因敲除小鼠和使用化學(xué)抑制劑處理，研究人員進一步證明丙烯酰胺通過NLRP3信號引起腸炎易感性。此外，丙烯酰胺攝入導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)。

E.aerogenes在丙烯酰胺誘導(dǎo)的結(jié)腸炎易感性中發(fā)揮重要作用。機制上，E.aerogenes通過酰胺酶分解代謝丙烯酰胺產(chǎn)生丙烯酸，并引起結(jié)腸上皮細胞中的NLRP3炎癥小體信號激活。人類腸道宏基因組公共數(shù)據(jù)庫研究分析顯示，IBD患者腸道菌群中酰胺酶基因amiE豐度顯著增加，可能與IBD的發(fā)生和發(fā)展存在密切聯(lián)系。

該研究提出熱加工食品中丙烯酰胺是IBD的新風(fēng)險因素，為解釋加工食品消費與IBD風(fēng)險之間的潛在聯(lián)系提供依據(jù)。限制富含丙烯酰胺的食物供應(yīng)可能對IBD患者治療具有重要臨床意義，腸道細菌酰胺酶的鑒定也為微生態(tài)失調(diào)相關(guān)的疾病干預(yù)提供新靶點。

該論文第一作者為中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院副教授李道通，通訊作者為中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院陳芳教授和王金鋒教授。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金重點和面上項目的支持。