广泛存在于罗勒（Basil）、龙蒿（Tarragon）、肉豆蔻（Nutmeg）和茴香（Fennel）等膳食调味品及天然精油中的植物成分——甲基丁香酚（Methyleugenol, ME），在通过食物摄入人体后，会在肝脏中经代谢活化转化为高活性的亲电形式，进而与 DNA 发生共价结合，形成甲基丁香酚衍生 DNA 加合物。尽管医学界早已明确该物质具有潜在的致癌风险，且已在人肝脏组织中检测到此类加合物的存在，但人体细胞能否修复以及如何修复这类特定化学突变损伤，此前一直是毒理学界尚未阐明的空白。
近日，德国凯泽斯劳滕-兰道莱茵兰-普法尔茨理工大学（RPTU）食品化学与毒理学系 Jörg Fahrer 教授领衔，联合耶拿大学与荷兰鹿特丹大学医学中心的国际研究团队，在学术期刊《细胞死亡与疾病》（Cell Death & Disease）上发表研究论文。该研究阐明了甲基丁香酚引发基因组不稳定性的分子毒理机制，确证了细胞内的转录偶联核苷酸切除修复（Transcription-coupled nucleotide excision repair, TC-NER）是清除该损伤、维持肝细胞存活的核心防御通路，并对特定遗传缺陷人群发出了明确的膳食高危预警。
为了精细解构 DNA 损伤在细胞内部引起的动力学变化，研究团队采用了高分辨率荧光显微成像技术，对新合成的 RNA 构建块实施了活细胞标记追踪。实验观测显示，甲基丁香酚衍生 DNA 加合物在空间上会直接物理性阻断细胞内最重要的“DNA 阅读机”——RNA 聚合酶 II（RNA polymerase II）的向前跨越移动。这一阻断导致了严重的转录应激（Transcription stress），使得转录延伸受阻，新合成的 RNA 表达量出现锐减，进而抑制了维持细胞基础生命活动所需的蛋白质翻译。
研究团队进一步证实，由加合物引发的 RNA 聚合酶 II 停滞，会特异性地招募并激活细胞内的经典 TC-NER 修复通路。为了确证这一通路在对抗甲基丁香酚毒性中的因果效应，研究人员利用基因敲除技术，选择性地使编码该通路核心因子的 CSA（Cockayne syndrome A）和 CSB（Cockayne syndrome B）基因失活。
细胞生物学表型测试表明，在缺乏 CSA 或 CSB 基因的人体细胞模型中，细胞对甲基丁香酚引发的 DNA 损伤表现出极高的敏感性。由于修复机制瘫痪，突变加合物无法被及时切除，导致细胞内部的基因组不稳定性（Genomic instability）剧烈增加。在微观结构上，表现为细胞核外大量涌现出由染色体断裂、损伤残片衍生而来的异常微核（Micronuclei）结构。随着损伤负荷超越细胞耐受极限，最终引发了大规模的程序性细胞凋亡（Apoptosis）。
值得注意的是，高通量生物分析显示，TC-NER 通路表现出高度的区域特异性，其仅对正在发生转录的基因活跃表达区实施高效修复，而分布于全基因组非转录区域（Non-transcribed regions）的甲基丁香酚加合物则无法被该通路有效清除，会在 DNA 链中呈现一定程度的持久性残留。这一发现提示，非转录区的损伤积累可能成为诱发远期永久性基因突变和癌变的隐患。
行业专家评价指出，该项研究的分子毒理学证据具有重要的公共卫生学与临床转化医学价值。对于体内缺乏 CSA 或 CSB 基因功能的科凯恩氏综合征（Cockayne syndrome, CS）罕见病患者而言，由于其天然无法激活 TC-NER 通路，日常膳食中若频繁接触罗勒等富含甲基丁香酚的香草调味品，将导致肝脏细胞内 DNA 损伤发生进行性积聚，从而极易诱发严重的肝功能衰竭。此外，食品和草药中结构相似的同类天然组分（如草蒿脑 Estragole）亦通过类似的机制引发基因损伤，这为针对易感人群制定精准的食品安全暴露限值以及药物毒性审查框架提供了底层机制支撑。
参考文献：Caroline Quarz et al, Transcription-coupled nucleotide excision repair protects against genomic instability and cell death induced by the liver toxin methyleugenol, Cell Death & Disease (2026). DOI: 10.1038/s41419-026-08853-4
编辑：王洪
排版：李丽
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