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目的:采用L929和PC12细胞株,以通常在食品中同时存在的苯甲酸钠、糖精钠和柠檬黄为受试物,进行单独和联合作用对体外细胞的直接毒性、DNA损伤和神经突生长抑制的研究,初步探索多种食品添加剂同时使用的安全性。方法:(1)采用MTT试验方法及效应相加模型联合染毒方案检测受试物对细胞增殖的毒性作用;(2)采用乳酸脱氢酶试剂盒及2×2析因设计方差分析检测受试物对细胞上清液乳酸脱氢酶(LDH)活性的影响;(3)采用ELISA试剂盒及2×2析因设计方差分析检测受试物对细胞中8-OHdG含量的影响;(4)采用单细胞凝胶电泳(SCGE)及2×3析因设计方差分析检测细胞DNA断裂损伤;(5)采用KCl-SDS沉淀法及2×2析因设计方差分析检测受试物对细胞DNA-蛋白质交联效应(DPC);(6)采用神经突长度测量法及效应相加模型设计检测受试物对PC12细胞的神经突生长抑制效应。结果:(1)细胞直接毒性。各受试物单独对L929细胞增殖均有抑制作用,并存在剂量—效应应关系。其中苯甲酸钠、糖精钠和柠檬黄的IC50分别为6.47±0.07,19.50±0.37和33.09±0.81 g/L。苯甲酸钠+糖精钠、苯甲酸钠+柠檬黄对细胞增殖的抑制效应为相加作用(P>0.05)。苯甲酸钠(6,10 g/L)、糖精钠(6,20,34 g/L)和柠檬黄(34,58 g/L)引起细胞培养上清液的LDH活性明显升高(P<0.05),并有剂量—效应应关系。苯甲酸钠+糖精钠、苯甲酸钠+柠檬黄对培养细胞上清液LDH活性影响为相加作用(P>0.05)。(2)DNA损伤。除了柠檬黄在12.00 g/L引起细胞内8-OHdG含量较空白对照组增加(P<?0.05),三种受试物各剂量组单独,以及苯甲酸钠+糖精钠、苯甲酸钠+柠檬黄对L929细胞内8-OHdG含量没有影响(P>0.05)。在SCGE试验中,苯甲酸钠、糖精钠和柠檬黄单独作用都引起L929细胞DNA断裂损伤,表现为细胞DNA拖尾的数量、DNA尾长、尾/头长比、尾%DNA较空白对照组显著增加(P<0.01),并有剂量——反应关系。柠檬黄、苯甲酸钠和糖精钠在DNA损伤强度上,引起细胞DNA拖尾率显著增加的最低剂量分别为0.06,0.50和5 g/L。苯甲酸钠+糖精钠对细胞DNA断裂损伤的各项指标的影响没有协同作用(P>0.05),而苯甲酸钠+柠檬黄对反映细胞DNA断裂损伤的各项指标影响表现为拮抗作用(P<0.05)。苯甲酸钠、糖精钠、柠檬黄分别从3,20和58 g/L的剂量开始引起L929细胞DPC系数显著增高(P<0.01)。苯甲酸钠+糖精钠对DPC系数影响表现为相加作用(P>0.05),而苯甲酸钠+柠檬黄表现为协同作用(P<0.05)。(3)神经突生长抑制。柠檬黄、糖精钠和苯甲酸钠对PC12细胞神经突生长的IC50分别为0.96±0.25,3.20±1.30和4.27±0.46 g/L,抑制作用有明显的剂量—效应关系。苯甲酸钠+糖精钠对PC12细胞神经突生长抑制作用为相加作用(P>0.05);苯甲酸钠+柠檬黄在两者50% IC20-25的剂量联合作用时对PC12细胞神经突生长抑制率为44.56±0.90%,与真实期望抑制率(25.55±2.51%)比较差别有显著性(P<0.05),表现为协同作用。结论:苯甲酸钠、糖精钠和柠檬黄能抑制细胞增殖、使细胞培养上清液中LDH活性增加,表明受试物有细胞膜直接毒性,可能通过改变细胞膜结构完整性和通透性而影响细胞成活与增殖。苯甲酸钠+糖精钠、苯甲酸钠+柠檬黄对细胞增殖抑制和对细胞培养上清液中LDH活性改变均无协同作用。三种受试物能抑制PC12细胞神经突生长,以柠檬黄的作用最强。苯甲酸钠+糖精钠对PC12细胞神经突生长抑制没有协同作用,而苯甲酸钠+柠檬黄则具有协同作用。这种效应可能与某些食品添加剂影响儿童的神经系统发育和改变行为有关。三种受试物单独及联合作用虽有没有氧化性损伤作用,但都能引起DNA的断裂损伤和DPC增加。苯甲酸钠+柠檬黄对细胞DNA断裂损伤没有协同作用,苯甲酸钠+柠檬黄对DNA断裂损伤表现为拮抗作用,可能与DPC形成掩盖了DNA断裂损害的表现有关。在DPC效应上,苯甲酸钠+糖精钠为相加作用,而苯甲酸钠+柠檬黄为协同作用。表明受试添加剂对DNA损伤和引起诱变有较复杂的机制。食品中同时使用多种食品添加剂的现象普遍存在,某些添加剂对生物体具有协同作用值得重视。要保障食品安全,每种食品添加剂的ADI不能仅仅以每种物质单独的毒理学试验资料为依据,而应该考虑到它们的联合作用。