擬組織化中空纖維膜反應(yīng)器的構(gòu)建及其在食品毒理學(xué)評價中的應(yīng)用初探.pdf

1、食品安全性毒理學(xué)評價指的是對某種食品食用安全性所開展的評價，其中包括了功能性食品、新資源食品、食品包裝材料、食品添加劑以及食品中添加的各類化學(xué)及生物等的污染物質(zhì)通過對其遺傳毒性、急性毒性、慢性毒性、致癌性和致畸性的評估?？梢娛称范纠韺W(xué)安全性評價對保障食品安全以及國民健康具有重要意義。由于我國對功能食品的研究尚處在起步階段，其成分或組方多運(yùn)用傳統(tǒng)的中醫(yī)辯證理論和經(jīng)驗(yàn)，以復(fù)配為主，功效成分與其調(diào)節(jié)功能及功效成分毒性沒有明確的相關(guān)研究資料加以

2、證明。此外傳統(tǒng)食品的安全性毒理學(xué)評價技術(shù)目前并不能夠完全滿足功能食品的安全性評價發(fā)展需要。當(dāng)下主要利用動物實(shí)驗(yàn)完成對功能食品有毒物質(zhì)的毒理學(xué)安全性評價，但主要存在如評價方法效率低、實(shí)驗(yàn)周期長、存在倫理學(xué)爭議等問題，國際上有用體外細(xì)胞代替整體動物實(shí)驗(yàn)的趨勢。但普通細(xì)胞作為一種二維培養(yǎng)模型，但是它并不能為細(xì)胞提供與體內(nèi)的微環(huán)境類似的條件，細(xì)胞形態(tài)和信號傳導(dǎo)與體內(nèi)有較大差別難以反映真實(shí)的體內(nèi)環(huán)境，因而亟需一種既能反應(yīng)體內(nèi)真實(shí)的代謝情況又簡便易

3、行的食品毒理學(xué)評價新方法。
　　基于中空纖維和傳統(tǒng)的細(xì)胞培養(yǎng)方法，本課題擬構(gòu)建能夠模擬人體組織微觀形態(tài)的小腸細(xì)胞和肝細(xì)胞生物反應(yīng)器，使其能夠適用于研究功能性成分的轉(zhuǎn)運(yùn)吸收行為和肝毒性評價，以實(shí)現(xiàn)對功能性成分簡便、高效的研究。
　　基于此目的，本文進(jìn)行了如下研究:
　　1.選擇了Caco-2（人體結(jié)腸癌細(xì)胞）細(xì)胞探討了Caco-2細(xì)胞生物反應(yīng)器的構(gòu)建。將該細(xì)胞接種于聚醚砜(PES)和聚偏氟乙烯(PVDF)兩種中空纖維膜上

4、，用鼠尾膠原鋪被中空纖維內(nèi)表面，同時利用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動使Caco-2細(xì)胞能夠在膜內(nèi)表面均勻貼壁生長。將中空纖維培養(yǎng)模型與經(jīng)典的Transwell單層培養(yǎng)模型進(jìn)行比較，探討了兩種中空纖維材料對細(xì)胞模型的影響。細(xì)胞形態(tài)學(xué)觀察結(jié)果表明:Caco-2細(xì)胞于接種10天后鋪展良好，輪廓清晰，逐漸融合形成細(xì)胞單層和完整的緊密連接;刷狀緣酶系（比如堿性磷酸酶和谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶）的活性測定結(jié)果表明:接種8～14天內(nèi)，中空纖維膜上培養(yǎng)的Caco-2細(xì)胞完成功能分

5、化，且活性水平較Transwell模型培養(yǎng)的細(xì)胞高。因此，PES和PVDF中空纖維膜能有效促進(jìn)細(xì)胞增殖，縮短細(xì)胞分化周期，從而形成高效穩(wěn)定的三維細(xì)胞模型。
　　2.本文在構(gòu)建成功Caco-2細(xì)胞中空纖維反應(yīng)器的基礎(chǔ)上，嘗試了構(gòu)建肝細(xì)胞中空纖維反應(yīng)器。本文使用了HepG2（肝癌細(xì)胞）和LO2（人正常肝細(xì)胞）兩種肝臟細(xì)胞，使用PES和PVDF兩種材料，以凝膠包埋方式，即鼠尾膠原混合肝細(xì)胞懸液接種入中空纖維，使肝細(xì)胞能夠均勻分布于中空纖

6、維膜內(nèi)腔。通過尿素氮和白蛋白含量的檢測結(jié)果表明，包埋于中空纖維反應(yīng)器內(nèi)的肝細(xì)胞可以有效存活10天以上，并且在一定程度上保持了肝細(xì)胞的功能。
　　3.本文進(jìn)一步采用丙烯酰胺驗(yàn)證HepG2細(xì)胞中空纖維培養(yǎng)模型在物質(zhì)毒性研究方面的實(shí)用性。此外，將該反應(yīng)器用于桑葚花色苷的肝毒性研究，探索其在功能性成分毒理學(xué)評價方面的可行性。
　　綜上，本文旨在構(gòu)建一種新型的Caco-2細(xì)胞和HepG2細(xì)胞生物反應(yīng)器，探究該模型應(yīng)用于研究功能性成分吸