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人工甜味剂是一类能赋予食品甜味的添加剂,并被广泛运用于食品等加工领域,近年来,对人工甜味剂安全性质疑的研究不断,然而对于人工甜味剂对机体的影响机制还尚不明确。而对其甜度的评价也一直依赖于人的感官品评,仍然没有较直接的评价方法。由于品评人员个体、生活环境和阅历等生理和心理的差异,对甜度客观、真实感受的表达存在很大的制约性。人工甜味剂因其不提供或提供极低热量在食品加工业中流行起来,因此,建立一种简单客观的甜度评价方法极为重要。 甜味感应细胞是指能够表达甜味受体蛋白且能够识别甜味打开下游信号通路的细胞。近十几年来,有不少研究指出了人工甜味剂与甜味受体结合,引起胞内甜味信号转导因子Ca2+浓度的变化。本文正是从甜味剂甜度和味觉感受基础的角度,以甜味感应细胞作为研究对象,利用钙影像的方法建立甜味感应细胞模型NCI-H716细胞,对其暴露甜度12的人工甜味剂sucralose,通过qPCR,Western blot等实验技术观察T1R2/T1R3在mRNA水平和蛋白水平的表达情况,基于甜味受体表达量变化的基础,通过钙影像技术观察人工甜味剂刺激的胞内Ca2+释放与T1R2/T1R3表达量相关性,人工甜味剂甜度,甜味受体表达量与甜味剂刺激的胞内Ca2+浓度增量值是否成绝对的正相关性,从而初步探究基于甜味感应细胞钙影像的甜度检测方法。同时深入探讨了人工甜味剂影响机体健康的机制。 本课题旨在研究人工甜味剂甜度,甜味感应细胞T1R2/T1R3表达量以及甜味剂刺激的胞内Ca2+浓度增量值三者之间的相关性。结果如下: (1)甜味感应细胞模型的建立 对HEK-293细胞瞬时表达甜味受体,通过qPCR的方式在基因水平对蛋白表达进行鉴定,成功构建了瞬时表达甜味受体的HEK-293细胞(HEK-293T),另外用甜度600的sucralose同时刺激STC-1、NCI-H716和HEK-293T细胞,比较刺激引起的胞内Ca2+浓度增量值,最终确定NCI-H716细胞为最佳的甜味感应细胞模型。 (2)人工甜味剂长期暴露促进甜味感应细胞甜味受体蛋白表达量 在本实验室前期小鼠sucralose甜度偏好研究的基础上,选择甜度6和12的sucralose作为NCI-H716细胞的暴露甜度,甜度12的sucralose能够更好的促进甜味受体蛋白表达。随后,用甜度12的sucralose暴露NCI-H716细胞,通过qPCR和western blot技术分别对暴露前后的mRNA水平和蛋白表达水平进行鉴定,发现均有较显著的增强表达。可知,甜度12的sucralose长期暴露NCI-H716细胞,可以诱导甜味受体蛋白表达量的增加。 (3)甜味受体蛋白表达量的增加促进人工甜味剂刺激的胞内Ca2+浓度增量增加 基于sucralose诱导的NCI-H716细胞甜味受体蛋白表达量增加,同等刺激条件下,胞内Ca2+浓度增量随着甜味受体蛋白表达量增加而增加。在不同甜度AK和sucralosre刺激NCI-H716细胞,发现胞内Ca2+浓度增量与人工甜味剂甜度呈正相关性,而等甜度的AK和sucralose同样条件下刺激的胞内Ca2+浓度增量不一致。 (4) sucralose(一定甜度范围内)可用甜味剂刺激的胞内Ca2+浓度增量值来评估甜度。 通过计算单位受体单位甜度AK和sucralose刺激的胞内Ca2+浓度增量值,发现,sucralose在甜度200-600之间,单位受体单位甜度刺激引起的胞内Ca2+增量值(AUC)是一致的,将这个值作为一个常数(K),可得到甜度等于单位受体单位甜度刺激的胞内Ca2+增量值比上常数,即:Sweetness=AUC/K(1)然而AK在选择的刺激甜度范围内,单位受体单位甜度刺激的胞内Ca2+增量值不一致,还不能得到常数K值。综上所述,人工甜味剂甜度,甜味受体表达量与甜味剂刺激的胞内Ca2+浓度增量值在一定刺激甜度范围内成绝对的正相关性,这就为探究基于甜味感应细胞钙影像的甜味剂甜度检测方法奠定了基础。