为什么吃高温烹调的食物会增加癌症风险？斯坦福大学科学家们发现新原因

科学家们最近发现了一个令人惊讶和潜在的重要原因，即为什么吃经常在高温下烹饪的食物，如红肉和油炸食品，会提高癌症风险。疑似罪魁祸首： 食物中的DNA在烹饪过程中被破坏。

【资料图】

正如作者所知道的那样，由斯坦福大学科学家领导的这项研究与美国国家标准与技术研究所（NIST）、马里兰大学和科罗拉多州立大学的同行合作，证明了被高温破坏的DNA成分可以通过消化吸收，随后并入食用该食物的人的DNA。

这种吸收直接将损害置于消费者的DNA中，可能会引发基因突变，最终可能导致癌症和其他疾病。

虽然现在说这种情况发生在人类身上还为时过早--该研究只在实验室培养的细胞和小鼠中观察到热损伤的DNA成分的吸收和DNA损伤的增加--但该发现可能对饮食选择和公共健康有重要影响。

"我们已经证明烹饪可以损害食物中的DNA，并发现食用这种DNA可能是遗传风险的来源，"该研究高级作者、斯坦福大学人文与科学学院化学系教授Eric Kool说。"在这些发现的基础上，可以真正改变我们对食物准备和食物选择的看法。"

曾在斯坦福大学从事化学博士后研究的Yong Woong Jun，现在在韩国高级科学技术研究所工作，是这项研究的主要作者，该研究于6月1日发表在ACS Central Science上。

新的遗传危险

许多研究将食用烧焦和油炸食品与DNA损伤联系起来，并将这种危害归因于某些在体内形成所谓活性物质的小分子。然而，值得注意的是，在典型的烹饪中产生的那些小分子的数量比食物中自然出现的DNA的数量少几千倍，Kool说。

要使这些活性物质造成DNA损伤，它们必须在细胞中与DNA发生物理接触，以引发有害的化学反应--这很可能是一个罕见的事件。相反，DNA的关键成分被称为核苷酸，通过生物大分子的正常分解--例如在消化过程中--很容易被纳入细胞的DNA中，这表明受损的食物DNA对消费者的其他DNA下游造成损害的途径是合理的，而且可能是重要的。

Kool说："我们并不怀疑先前研究中发现的小分子确实很危险。"但在我们的研究之前，从来没有记录过的是潜在的大量热损坏的DNA可以被消费者自己的DNA吸收。"

我们就是我们所吃的

许多人不知道我们吃的食物--肉、鱼、谷物、蔬菜、水果、蘑菇，你可以说它是什么--包括原生生物体的DNA。这种疏忽是可以理解的，因为DNA并不像蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素和矿物质那样出现在营养标签上。

然而，被吞噬的DNA的数量是不可忽视的。例如，一块大约500克（16盎司）的牛排含有超过一克（0.04盎司）的牛的DNA，这表明人类接触到的潜在热损伤的DNA也同样不可忽视。

调查复杂的DNA分子如何被修复的细枝末节--无论是在不可避免的自然错误之后，还是由环境暴露引起的损害--是Kool在斯坦福大学实验室的主要目标。为此，实验室和他们的合作者已经设计出了诱导和测量DNA特定形式损伤的方法。

在追求这一研究方向的同时，Kool开始思考与食源性DNA和众所周知的人体"挽救"和重新使用DNA碎片的过程之间的假设联系。

研究人员继续烹调食物--即碎牛肉、碎猪肉和土豆--在100摄氏度（212华氏度）下煮15分钟或在220摄氏度（约430华氏度）下进行20分钟的温和烘烤。斯坦福大学的研究人员随后从这些食物中提取了DNA，并将样本发送给NIST的合作者。

由Miral Dizdaroglu领导的NIST团队表明，所有这三种食物在煮沸和烘烤时都表现出DNA损伤，而且在几乎所有情况下，更高的温度都会增加DNA损伤。有趣的是，即使只是煮沸，一个相对较低的烹饪温度，仍然会导致一些DNA损伤。其他有趣的结果也出现了--例如，土豆在较高温度下产生的DNA损伤比肉类少，原因不明。

两种最常见的损伤涉及到含有一种叫做胞嘧啶的化合物的核苷酸成分在化学上改变为一种叫做尿嘧啶的相关化合物，以及在另一种叫做鸟嘌呤的化合物中加入氧气。这两种DNA损伤都具有基因毒性，因为它们最终会损害基因功能，并促进突变，导致细胞不受控制地复制成癌症。

接下来，Kool的团队将实验室培养的细胞暴露出来，并给小鼠喂食一种含有高浓度热损伤DNA成分的溶液。研究人员使用了一种创新工具，该工具是Kool实验室在以前的工作中创建的，它用荧光分子标记受损的DNA部位，使损伤的程度易于测量。

总的来说，实验室培养的细胞显示出明显的DNA损伤，这是由于吸收了热损伤的DNA成分。至于小鼠，DNA损伤主要出现在小肠内壁的细胞中，这是说得通的，因为大部分的食物消化是在那里进行的。

值得进一步调查

该团队现在计划深入研究这些令人惊讶初步发现。未来的一个研究方向是测试更多种类的食物，跟踪研究DNA含量高的食物，如动物产品，可能比DNA含量低的食物，如土豆和其他植物，构成更多潜在的遗传威胁的想法。研究人员还计划研究模拟不同食物制备的烹饪方法--例如，烹饪食物的时间超过20分钟。

重要的是，研究的范围将需要扩大到长期的、较低剂量的热损伤DNA，预计在典型的人类饮食中消费几十年，而不是在概念验证研究中的高剂量管理。

Kool说："我们的研究提出了很多问题，关于吃烤、炸或以其他方式用高热制备的食物的一个完全未被探索的、但可能是实质性的慢性健康风险。我们还不知道这些初步的发现将带来什么，我们邀请更广泛的研究界在此基础上进行研究。"

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