《Food and Bioproducts Processing》：Dietary lipids synergistically enhance PAH bioavailability and intestinal toxicity: Mechanistic insights from a Caco-2 model
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膳食脂质通过协同主动和被动运输机制显著增加多环芳烃生物利用度，引发肠道屏障损伤和细胞毒性。大豆油及亚油酸作为载体，使BaP和BbF吸收率分别提升14-17%和12-15%，形成脂质增强PAH吸收→肠道屏障破坏→PAH累积的病理循环。
刘晓芳|朱杰|邹婉仪|梁莉|张继贤|文超婷|李友东|刘国岩|徐欣
扬州大学旅游与烹饪学院，中国扬州225127
摘要
本研究采用Caco-2肠道模型，评估了大豆油及其脂肪酸成分（油酸（OA）、亚油酸（LA）和亚麻酸（LNA）对苯并[a]芘（BaP）和苯并[b]荧蒽（BbF）的肠道吸收、转运和毒性的影响。主要发现表明，膳食脂质通过协同的主动-被动转运机制显著增强了多环芳烃（PAHs）的生物利用度。具体来说，与游离PAHs相比，脂质载体使BaP的吸收增加了14–17%，BbF的吸收增加了12–15%。脂质携带的PAHs引起了浓度依赖性的细胞毒性，表现为脂质逐渐积累、氧化应激加剧、线粒体膜电位下降和细胞凋亡。载体介导的增强效应遵循一定的效力梯度：游离PAHs < OA < LNA < LA < 脂质载体，这表明油中的多种脂肪酸具有协同作用。这些发现建立了一个病理循环：脂质增强PAH吸收 → 肠道屏障损伤 → 进一步的PAH积累，为膳食脂质介导的PAH生物利用度提供了首次实验分析，并为评估富含脂质食物中的PAH暴露风险提供了直接证据。
引言
多环芳烃（PAHs）是一类高度致癌的环境污染物，在非吸烟人群中主要通过饮食摄入（Huang等人，2023年）。由于其高脂溶性，这些物质容易在食用油中积累（Holly、Kristian和Ioannis，2022年），使得食用油成为人类接触PAHs（如苯并[a]芘（BaP）和苯并[b]荧蒽（BbF）的主要途径。根据国际癌症研究机构（IARC）的分类，许多PAHs被归类为已知或可能的人类致癌物。例如，BaP被归类为1类致癌物，而BbF被归类为2B类致癌物（Das和Ravi，2022年）。虽然当前的研究已经充分监测和评估了脂肪和油中的PAH污染水平及其总体毒性，但膳食脂质在调节体内PAH积累和毒性方面的作用仍不清楚。
Caco-2细胞模型形成了具有紧密连接和微绒毛的极化单层，有效模拟了人类肠道上皮（Josefa、Constanza、Ricard和Alba，2021年；Xiang等人，2020年）。它被广泛用于研究污染物转运机制（Moyer等人，2025年；Ramos等人，2025年）。鉴于PAHs的强脂溶性（Simon等人，2024年），它们可能表现出与膳食脂肪相似的肠道吸收动力学。此外，研究表明BaP通过破坏紧密连接和增加通透性来损害肠道屏障的完整性（Li、Si、Jia和Wu，2023年）。因此，我们假设膳食脂质可能促进PAH在吸收过程中的转运，而PAH本身可能通过氧化应激加剧屏障功能障碍。然而，现有研究主要关注直接给予的PAH的肠道吸收和毒性机制，对膳食脂质作为PAH转运载体的潜在促进作用关注较少。重要的是，不同脂肪酸在食用油中通过溶解化和跨膜转运等机制调节PAH生物利用度和毒性的调控作用尚未得到充分探索。
本研究旨在系统阐明PAH在膳食脂质中的肠道吸收和转运模式及机制。它将特别关注食用油中不同不饱和脂肪酸在促进PAH肠道吸收和转运方面的协同作用，研究这种共暴露如何破坏核因子红系2相关因子2（Nrf2）/血红素加氧酶-1（HO-1）抗氧化通路并诱导肠道氧化损伤的分子机制，并评估这种协同作用对肠道屏障损伤和相关健康风险的潜在影响。这项工作首次分析了膳食脂质对PAH肠道吸收和转运的调控作用，为膳食PAH暴露的毒性评估提供了新的见解。
化学品和试剂
大豆油购自当地超市（中国扬州）。BbF（纯度98%，CAS：205-99-2）购自Dr. Ehrenstorfer GmbH（德国奥格斯堡）。BaP（纯度99%，CAS：50-32-8）购自Sigma-Aldrich Chemical Co.（美国圣路易斯）。HPLC级乙腈和亚麻酸（LNA，纯度99%，CAS：506-21-8）购自Sigma-Aldrich（中国上海）。盐酸维拉帕米（一种钙通道阻滞剂，纯度99.98%），lipofermata（一种脂肪酸）
细胞活力
体外细胞毒性测试是安全评估、浓度筛选和化合物优先级确定的关键工具（Tolosa、Teresa Donato和Gomez-Lechon，2015年）。如图S1所示，DMSO和脂质载体都对Caco-2细胞表现出浓度依赖性的细胞毒性。在0.1%的浓度下，DMSO和脂质载体与溶剂对照组相比，细胞活力没有显著差异，表明没有明显的细胞毒性。
结论
本研究利用Caco-2肠道模型表明，膳食脂质，特别是大豆油及其亚油酸含量，可以作为PAHs的载体。通过增加膜流动性和激活CD36/FATP2脂质转运受体，它们显著提高了BaP和BbF的肠道吸收和转运效率。实验结果表明，与游离PAHs相比，脂质载体使BaP和BbF的吸收率分别增加了14–17%和12–15%
作者贡献声明
徐欣：撰写 – 审稿与编辑，监督，项目管理，概念构思。刘国岩：撰写 – 审稿与编辑，方法学，资金获取，正式分析，概念构思。李友东：撰写 – 审稿与编辑。文超婷：撰写 – 审稿与编辑。张继贤：撰写 – 审稿与编辑。梁莉：撰写 – 审稿与编辑。邹婉仪：方法学，研究。朱杰：撰写 – 初稿，研究，正式分析，数据管理。刘晓芳：
未引用参考文献
Cavret和Feidt，2005年；Cavret等人，2004年；Li等人，2017年。
利益冲突声明
? 作者声明没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本工作得到了国家自然科学基金（项目编号：32572706、32101899、32272448、31972039和31201379）的支持。
