为探究低浓度持久性有机污染物全氟辛烷磺酸（Perfluorooctane Sulfonate,PFOS）对鱼类的毒性机理,以斑马鱼为实验对象,利用气相色谱质谱联用代谢组学技术方法探究PFOS暴露对斑马鱼肝脏、肌肉在代谢组学层面的影响,利用转录组学方法探究PFOS暴露对斑马鱼基因层面的影响。1.实验将斑马鱼置于10、100、250μg·L^-11 PFOS暴露水平下,于第10 d、20 d、30 d、40 d进行斑马鱼肝脏代谢组学检测与分析。实验结果如下:实验进行至第10 d,与对照组相比,PFOS浓度为10μg·L^-1的斑马鱼肝脏中筛选出8种发生显著性变化的代谢物,包括乳酸、L-丙氨酸、草酸、L-脯氨酸、甘氨酸、焦谷氨酸、谷氨酸,影响的代谢通路为:D-谷氨酰胺和D-谷氨酸代谢、甘氨酸,丝氨酸和苏氨酸代谢、丙氨酸,天冬氨酸和谷氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、丙酮酸代谢、谷胱甘肽代谢、戊糖磷酸途径、糖酵解或葡萄糖生成;PFOS浓度为100μg·L^-1的斑马鱼肝脏中筛选出5种代谢物发生显著性变化,分别为乳酸、L-丙氨酸、草酸、L-脯氨酸、焦谷氨酸、谷氨酸、L-谷氨酰胺,影响的代谢通路为:D-谷氨酰胺和D-谷氨酸代谢、丙氨酸,天冬氨酸和谷氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、丙酮酸代谢、谷胱甘肽代谢;PFOS浓度为250μg·L^-1斑马鱼肝脏中有9种代谢物发生显著性变化,分别为乳酸、L-丙氨酸、草酸、L-脯氨酸、焦谷氨酸、L-谷氨酸、α-D-葡萄糖、葡萄糖-6-磷酸、D-核-5-磷酸,影响的代谢通路为:D-谷氨酰胺和D-谷氨酸代谢、淀粉和蔗糖代谢、戊糖磷酸途径、丙氨酸,天冬氨酸和谷氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、丙酮酸代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢、谷胱甘肽代谢、糖酵解或葡萄糖生成、半乳糖代谢、嘌呤代谢。PFOS暴露第20 d,与对照组相比,PFOS浓度为10、100、250μg·L^-1的斑马鱼肝脏中皆筛选出2种发生显著性变化的代谢物,分别为甘露糖和半乳糖,影响的代谢通路均为半乳糖代谢、果糖和甘露糖代谢。PFOS暴露30d后,与对照组相比,PFOS浓度为10与250μg·L^-1的斑马鱼肝脏中筛选出乙醇胺发生显著性变化的代谢物;PFOS浓度为100μg·L^-1的斑马鱼肝脏中筛选出L-脯氨酸发生显著性变化,未分析出具有影响力的代谢通路。PFOS暴露至第40 d,与对照组相比,PFOS浓度为10μg·L^-1的斑马鱼肝脏中筛选出7种发生显著性变化的代谢物,包括甘氨酸、L-苏氨酸、L-天冬氨酸、牛磺酸、L-组氨酸、葡萄糖6-磷酸、牛磺酸,影响的代谢通路为牛磺酸和亚牛磺酸代谢、鞘脂代谢、甘油磷脂代谢、糖酵解或葡萄糖生成;PFOS浓度为100μg·L^-1的斑马鱼肝脏中筛选出10种代谢物发生显著性变化,分别为乙醇胺、L-亮氨酸、甘氨酸、焦谷氨酸、L-脯氨酸、肌酸酐、核糖-5-磷酸、葡萄糖-6-磷酸、核糖-5-磷酸、胆固醇,影响的代谢通路为原代胆汁酸生物合成、牛磺酸和亚牛磺酸代谢、类固醇生物合成、类固醇激素生物合成、糖酵解或葡萄糖生成;PFOS浓度为250μg·L^-1斑马鱼肝脏中有8种代谢物发生显著性变化,分别为乳酸、L-脯氨酸、肌酸酐、甘油-3-磷酸、L-组氨酸、核糖-5-磷酸、葡萄糖-6-磷酸、肌苷,影响的代谢通路为牛磺酸和亚牛磺酸代谢、甘油磷脂代谢、甘油脂代谢、鞘脂代谢、糖酵解或葡萄糖生成。2.将斑马鱼置于10、100、250μg·L^-1 PFOS暴露水平下,在第40d对斑马鱼进行肌肉代谢组学检测与分析,结果表明,PFOS浓度为10μg·L^-1的斑马鱼肌肉中筛选出7种发生显著性变化的代谢物,包括甘氨酸、L-苏氨酸、L-天冬氨酸、牛磺酸、L-组氨酸、葡萄糖-6-磷酸、牛磺酸,影响的代谢通路为甘氨酸,丝氨酸和苏氨酸代谢、组氨酸代谢、牛磺酸和牛磺亚酸代谢、丙氨酸,天冬氨酸和谷氨酸代谢、戊糖磷酸途径、糖酵解或葡萄糖生成、谷胱甘肽代谢;PFOS浓度为100μg·L^-1的斑马鱼肌肉中筛选出9种代谢物发生显著性变化,分别为乙醇胺、L-亮氨酸、甘氨酸、焦谷氨酸、L-脯氨酸、肌酸酐、核糖-5-磷酸、葡萄糖-6-磷酸、胆固醇,影响的代谢通路为缬氨酸,亮氨酸和异亮氨酸生物合成、甘氨酸,丝氨酸和苏氨酸代谢、戊糖磷酸途径、原代胆汁酸生物合成、精氨酸和脯氨酸代谢、类固醇生物合成、谷胱甘肽代谢、糖酵解或葡萄糖生成、嘌呤代谢、类固醇激素生物合成;PFOS浓度为250μg·L^-1斑马鱼肌肉中有8种代谢物发生显著性变化,分别为乳酸、L-脯氨酸、肌酸酐、甘油-3-磷酸、L-组氨酸、核糖-5-磷酸、葡萄糖-6-磷酸、肌苷,影响的代谢通路为戊糖磷酸途径、组氨酸代谢、丙酮酸代谢、甘油磷脂代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、甘油脂代谢、糖酵解或葡萄糖生成、嘌呤代谢。3.在对斑马鱼肝脏的代谢组数据分析之后,选取筛选出差异代谢物最多的实验组,进行斑马鱼肝脏转录组测序,探究PFOS对斑马鱼基因层面的毒性机理。结果显示:与对照组相比,FPKM分析显示在fold change>2,false discovery rate（FDR）<0.05条件下,95个转录本表达发生显著变化,其中61种基因上调,34种基因下调;比较参考及新基因与新基因基因功能进行GO富集分析,二者富集得到的生物学过程相关通路比较靠前的皆为:类固醇代谢过程、脂质代谢过程、甾醇代谢过程、甾醇生物合成过程、脂质生物合成过程等过程;除了相同的通路,新基因还对KEGG通路中丙酸酯代谢、心肌收缩、AMPK信号通路、鞘脂代谢具有显著性的影响。研究结论为:1.利用代谢组学技术研究PFOS对斑马鱼肝脏影响的实验表明:短时间内高浓度的暴露对肝脏影响更为显著,三组实验组皆对斑马鱼肝脏氨基酸代谢、丙酮酸代谢通路产生影响,250μg·L^-1PFOS暴露实验组亦对糖代谢及嘌呤代谢产生了较大的影响;而PFOS长期暴露对牛磺酸和亚牛磺酸代谢、糖代谢、脂质相关代谢影响较大。2.利用代谢组学技术研究PFOS对斑马鱼肌肉影响的实验表明:PFOS的暴露可能会导致肌肉氧化损伤、引起免疫反应。另外,较高浓度长期暴露会导致肌肉中肌酸酐极显著上升,推测PFOS的暴露会导致肾脏损伤,增加肾脏患病风险。3.PFOS对斑马鱼肝脏转录组测序结果表明,PFOS对肝细胞脂代谢的影响较大,并且PFOS显著影响与肌肉组成和生理功能密切相关的细胞组成和分子功能通路,干扰与能量相关的能量代谢的AMPK信号通路,影响心肌收缩过程,对斑马鱼心脏具有的潜在毒害作用。