丙烯酰胺(Acrylamide,AA)是环境中潜在的有毒污染物,广泛应用于多种行业,此外它还能在高温油炸食品中产生,对人体造成潜在的生理毒性。以往关于丙烯酰胺损伤肝脏的报道并不多,且研究不够深入。黑灵芝多糖(PSG)是黑灵芝的主要活性成分,前期研究已证实PSG具有多种生物学活性:抗衰老、抗肿瘤、抗糖尿病、免疫调节和心肌保护等。目前,尚未有关于PSG干预AA诱导大鼠肝脏损伤的报道。因此,本论文通过建立AA诱导大鼠肝脏损伤模型,大鼠膳食补充PSG进行干预,评价其对大鼠肝损伤的保护作用,并从肠道菌群、代谢组学和蛋白组学这三个方面来探究PSG对肝损伤大鼠保护作用的潜在机理。这也在不同层面为AA诱导的肝损伤机制提供了理论依据并对AA的膳食预防也有着重要意义和实践价值。其主要研究内容如下:(1)通过建立大鼠体内实验,观察大鼠行为状态和肝脏病理状态,测定血清和肝脏组织生化指标,研究PSG对AA(20mg/kg)诱导大鼠肝脏损伤的保护作用。研究结果表明:AA的毒性作用在20天开始体现,病理结果显示PSG能显著缓解AA诱导的肝细胞坏死、肝组织结构破坏等症状。另外PSG可显著改善AA诱导的肝肾功能损伤,如PSG可显著降低AA染毒大鼠血清中TG、TC、BUN、CR水平和AST、ALT、ALP活力。同时,与AA组相比,PSG增强体内抗氧化酶系统的活性,如:SOD、GSH-Px和CAT的活性显著增加,过氧化物产物MDA的含量显著降低。此外PSG能够下调体内促炎因子IL-1 β、IL-2、TNF-α的表达;提升抗炎因子IL-10水平,有效缓解了 AA诱导的炎症反应,并显著降低血清8-OHdG水平,逆转AA导致的DNA损伤。以上说明PSG能够通过维持大鼠体内氧化/抗氧化平衡系统,降低机体炎症,恢复肝肾功能,缓解DNA损伤等有效抑制丙烯酰胺对机体造成的氧化损伤。(2)基于UPLC-Q-TOF/MS技术,研究PSG对AA损伤大鼠血清和尿液代谢物的影响。研究结果表明:血清和尿液样品中,不同处理组在PCA坐标中均显著分离;丙烯酰胺损伤诱导大鼠体内甘油磷脂代谢、花生四烯酸代谢、丁酸代谢、醚脂代谢、戊糖和葡萄糖醛酸盐的相互转化、赖氨酸降解、抗坏血酸代谢、生物素代谢、酪氨酸代谢等代谢通路发生显著变化。其中胆红素、脯氨酸甜菜碱、溶血磷脂(LysoPC(22:1(13 Z)))甘油磷胆碱、棕榈酸酰胺、溶血磷脂(LysoPC(14:0)、N-十一烷基甘氨酸、精氨酸、赖氨酸、L-r-谷酰胺-异亮氨酸、苯丙氨酸-苏氨酸(1-顺-环(天门冬氨酸)、L-γ-谷氨酰-L-缬氨酸、脱氧核苷、对乙酰氨基酚葡萄糖醛酸苷、α-酮戊二酸被认为是AA诱导肝损的生物标志物。PSG干预对苯丙氨酸代谢、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的生物合成、甘油磷脂代谢、丁酸代谢、醚脂代谢、戊糖和葡萄糖醛酸盐的相互转化、赖氨酸降解代谢通路产生显著影响。其中苯丙氨酸、27-NOR-戊醇、溶血磷脂(LysoPC(16:1(9 Z))、吲哚乙酸、花生四烯酸、12-氧-20-二羟基-白三烯B4、20-羟基-白三烯B4被认为为潜在标志物。(3)运用Illumina高通量测序分析大鼠肠道菌群的变化。PLS-DA结果显示,不同处理组大鼠肠道菌群在图中明显分离,另外Alpha多样性结果显示,AA和PSG均未对大鼠肠道微生物多样性产生显著影响,但是显著改变了门属水平是菌群构成比例和数量。拟杆菌门和厚壁菌门比重失调;与正常大鼠相比,模型组中 Ruminococcus 和 Desulfovibrio 菌属水平显著降低,Prevotella、Rothia 和Bacteroides水平显著升高。同时,与AA组相比,PSG干预显著增加Ruminococcus、Lactobacillus 和 Lachnobacterium 水平。PICRUSt 预测的 KEGG 结果表明:PSG干预和AA损伤造成差异较大的代谢类型有碳水化合物代谢(Carbohydrate Metabolism)、能量代谢(Energy Metabolism)、和维生素代谢(Metabolism of Catotors Vitamins)。另外与AA组相比,PSG显著提高了大鼠粪便乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸和总SCFAs水平。(4)iTRAQ定量蛋白组技术结果显示,在丙烯酰胺诱导的肝脏组织中共有266种蛋白发生显著性变化,其中167种蛋白上调,99种蛋白下调;GO功能分析结果显示在丙烯酰胺损诱导肝脏伤过程中主要影响肝脏组织的正常分解代谢、如脂肪酸的分解代谢等,此外影响细胞质组分和蛋白质结合功能。KEGG通路分析结果表明其主要变化的通路有视黄醇代谢、扩张型心肌炎、类固醇激素生物合成等代谢过程,PPI互作网络图显示连接度较大的蛋白有Actal、Mylpf、Myh1、Myl3、Myh4、Ugt2a3、Ugt2b、Cyp2c13、Cyp4a2、Adh6 等;相应地,PSG 干预共有247种蛋白发生显著性变化,其中75种上调,172种下调,PSG干预主要影响机体对有机循环化合物和氧化还原的生物过程,同样改变了细胞质组分及蛋白结合和催化酶活性分子功能和黄醇代谢、化学致癌过程、类固醇激素生物合成、和脂肪酸降解等代谢通路过程,连接度较大的蛋白有Cyp3a1、Cyp3a18、Hsd3b5、Cyp4a2、Cyp2c13、Cyp2c7、Alox15、Cyp2d3、Ugt1a1、Adh6 等上述蛋白可能作为后续研究候选蛋白。综上所述,通过本研究表明黑灵芝多糖作为一种天然来源的可食用成分,对预防膳食性AA毒性,减缓AA引起的肝脏损伤具有重要的保护作用,此外在代谢、肠道微生物和蛋白谱变化三个层面为AA致肝损伤提供了新的见解,同时也为黑灵芝多糖产品的进一步开发提供了理论依据。