奇點糕發現，最近大家都在討論“白人飯”，主打的就是一個方便快捷不費勁兒，尤其是高溫天氣裡，做飯吃飯都不必流汗！當然也有朋友接受不了，不經過一番煎炒烹炸的食物怎麼能算正經飯呢？

煎炒烹炸確實能夠激發食物的香氣和人的食慾，什麼紅燒肉啦炸雞啦，不過大家都知道，過多的熱量攝入可能對體重和代謝健康不利，而且高溫烹製的紅肉等含有雜環胺等致癌物質，因此為了健康，應該控制它們的攝入量。

最近，美國化學學會旗下官方期刊ACS Central Science上刊登了一項新的研究[1]，史丹佛大學領導的研究團隊發現，高溫烹製會對食物的DNA造成熱損傷，DNA的四種鹼基都存在水解和氧化損傷，使用含有受損DNA的水餵養小鼠後，被小鼠的小腸絨毛上皮細胞攝取，透過補救合成途徑整合入細胞DNA，促進細胞DNA雙鏈斷裂。

這是一種此前未被發現的，高溫烹飪方式可能導致遺傳風險的潛在機制。

此前對紅肉和油炸食物對健康影響的機制研究多集中在可以與DNA發生反應的小分子代謝物上，例如多環芳烴和雜環胺，在食物烹飪過程中以痕量水平產生，在食用時被生物活化成烷基化DNA的反應性物質，導致損傷和突變的積累[2]。

然而，很少有研究關注高溫烹飪對食物自身DNA的影響。食物DNA損傷研究較少的部分原因可能是通常認為攝入的DNA不太可能被細胞吸收以產生影響，但哺乳動物研究[3,4]顯示，口服後的DNA會迅速水解和片段化，在胰液和腸液核酸酶的作用下轉化為2’-脫氧核苷酸，主要是5’-單磷酸鹽。

另外，在細胞膜中，2’-脫氧核苷 5’-磷酸鹽能夠被腸磷酸酶去磷酸化，產生的遊離核苷可被吸收到細胞內，並參與核苷酸補救合成途徑（又稱再利用途徑，適應於生物體的需要，將已分解的生物體的一部分物質加以利用，再次進行該物質的生物合成的一個途徑）。也就是說，如果受損的2’-脫氧核苷透過補救合成途徑被吸收並整合到細胞DNA中，可能直接影響食用者DNA。

由此，研究人員開展了這項研究，希望回答三個問題：高溫烹飪對食物DNA造成了多大程度的損傷？受損的DNA有多少會被細胞消化並整合入細胞DNA？細胞暴露於受損的2’-脫氧核苷是否會引起DNA損傷修復反應或染色體損傷？

此前研究和這次研究的發現

讓我們來看看他們都發現了些什麼。

研究人員選擇了牛肉碎（80%的瘦肉）、豬肉碎（80%的瘦肉）和土豆片，煮沸20分鐘或用烤箱烤15分鐘（220℃），從烹飪的實驗組和未處理的對照組中分別提取DNA進行比較。他們發現，肉類的DNA損傷相比土豆更多，烤箱的高溫烹飪比煮沸的低溫烹飪產生的DNA損傷更多。

從絕對值上來看，兩種最常見的損傷形式是2’-脫氧尿苷（dU，核苷酸中胞嘧啶變為尿嘧啶）和8羥基脫氧鳥苷（8-oxo-dG，鳥嘌呤氧化），烤完後分別增加了10倍和3.5倍。與對照水平相比，dU和8,5′-環嘌呤-2′-脫氧核苷增加最為顯著，烤完後，肉類中的dU水平達到約300鹼基每百萬核苷酸，dU具有遺傳毒性，會損傷基因功能，促進突變，導致細胞向無法自控地複製的癌細胞發展。

牛肉、豬肉和土豆經過烹飪後的dU和8-oxo-dG損傷的差異

研究人員利用他們開發的一種可以標記受損DNA位點的熒光分子，在細胞培養基中觀察到了受損的2’-脫氧核苷被細胞攝取可以誘導線粒體和基因組DNA損傷。

他們又進一步使用小鼠進行了體內實驗，將dU摻在水中給小鼠口服一週（每天2mg/200μL），與對照組相比，dU組小鼠小腸基因組DNA（gDNA）中dU水平顯著大幅增加，十二指腸和空腸中最高可達到2000 dU/百萬gDNA，相當於15倍和3.5倍的增加。餵食dU沒有增加8-oxo-dG的水平，表明餵食dU沒有導致dG的氧化，因此，dU組小鼠gDNA中dU水平增加是受損DNA整合引起的，而不是間接誘導活性氧（ROS）。

餵食dU後，腸道中除結腸外各段gDNA中dU水平均增加

dU組小鼠小腸絨毛上皮細胞中雙鏈斷裂的水平明顯高於對照組，而餵食dU的一種典型前體物質dC的小鼠則沒有這種差異，表明核苷酸池的不平衡不是主要原因。因此，飲食中的dU可能是在食用後背小腸絨毛上皮細胞吸收，進入細胞內補救合成途徑，整合入細胞DNA的。

總的來說，這項研究提出，高溫烹飪造成的食物的DNA損傷可能也是潛在的疾病風險因素，對食用者的基因組DNA具有直接影響，不需要與DNA發生反應，這種機制和此前發現的雜環胺等小分子物質的影響是獨立的。

不過，研究人員表示，這一研究還處於早期階段，還需要後續研究以鞏固毒理學和病理學機制，以及將研究範圍擴大到典型的人類飲食中長期低水平的熱損傷DNA，而非概念驗證研究中所使用的的高水平。

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參考文獻：

[1] Jun Y W, Kant M, Coskun E, et al. Possible Genetic Risks from Heat-Damaged DNA in Food[J]. ACS Central Science, 2023.

[2] Colvin M E, Hatch F T, Felton J S. Chemical and biological factors affecting mutagen potency[J]. Mutation Research/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis, 1998, 400(1-2): 479-492.

[3] Jonas D A, Elmadfa I, Engel K H, et al. Safety considerations of DNA in food[J]. Annals of Nutrition and Metabolism, 2001, 45(6): 235-254.

[4] Carver J D, Walker W A. The role of nucleotides in human nutrition[J]. The Journal of Nutritional Biochemistry, 1995, 6(2): 58-72.

來自： 奇點網