研究揭示丙烯酰胺在增加肠炎风险中的作用

工业化的生活方式是导致炎症性肠病（IBD）全球流行的一个关键环境因素。在过去几十年中，加工食品的供应量显著增加。大量流行病学研究发现，加工食品的大量消费与人类健康的不良后果有密切联系。然而，加工食品中特定组分如何导致IBD风险增加的原因尚不清楚。丙烯酰胺是一种食品热加工过程中形成的危害物，广泛存在于薯片、面包、咖啡等多种富含碳水化合物的烹饪和油炸食品中。丙烯酰胺具有神经毒性、生殖毒性、遗传毒性、免疫毒性。然而，加工食品中丙烯酰胺如何增加IBD风险的机制尚不明确。

近期，中国农业大学食品科学与营养工程学院陈芳教授团队联合王金锋教授团队在Science Bulletin发表研究论文，揭示了丙烯酰胺在破坏肠道稳态方面的新机制。研究者使用小鼠肠炎模型探究肠道菌群在促进丙烯酰胺诱导肠炎易感性中的作用，揭示了携带酰胺酶编码基因（amiE）的产气肠杆菌（Enterobacter aerogenes，E.aerogenes）将丙烯酰胺转化为促炎代谢物的新机制，并通过人类肠道微生物宏基因组公共数据库进行验证。

研究人员发现对小鼠饲喂富含丙烯酰胺的饲料以及在饮水中加入丙烯酰胺可以加剧葡聚糖硫酸钠（DSS）和白细胞介素-10缺乏（Il10-/-）诱导的结肠炎。结肠中参与NLRP3炎症小体信号激活的基因显著上调。通过构建基因敲除小鼠和使用化学抑制剂处理，研究人员进一步证明丙烯酰胺通过NLRP3信号引起肠炎易感性。此外，丙烯酰胺摄入导致肠道菌群失调。

E.aerogenes在丙烯酰胺诱导的结肠炎易感性中发挥重要作用。机制上，E.aerogenes通过酰胺酶分解代谢丙烯酰胺产生丙烯酸，并引起结肠上皮细胞中的NLRP3炎症小体信号激活。人类肠道宏基因组公共数据库研究分析显示，IBD患者肠道菌群中酰胺酶基因amiE丰度显著增加，可能与IBD的发生和发展存在密切联系。

该研究提出热加工食品中丙烯酰胺是IBD的新风险因素，为解释加工食品消费与IBD风险之间的潜在联系提供依据。限制富含丙烯酰胺的食物供应可能对IBD患者治疗具有重要临床意义，肠道细菌酰胺酶的鉴定也为微生态失调相关的疾病干预提供新靶点。

该论文第一作者为中国农业大学食品科学与营养工程学院副教授李道通，通讯作者为中国农业大学食品科学与营养工程学院陈芳教授和王金锋教授。该研究工作得到了国家自然科学基金重点和面上项目的支持。