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新烟碱类杀虫剂(Neonicotinoids,NEOs)是目前全球杀虫剂市场中用量最大的一类杀虫剂,由于其高效、广谱而被广泛应用。但研究表明该类杀虫剂对蜜蜂、鸟类乃至小鼠等非靶标生物产生毒性效应,其对人类健康的潜在危害尚不清楚。本研究选择三种代表性化合物吡虫啉(Imidacloprid,IMI)、烯啶虫胺(Nitenpyram,NIT)和啶虫脒(Acetamiprid,ACE)作为受试物,利用人骨髓间充质干细胞(Human bone marrow mesenchymal stem cells,HBMSCs)作为测试模型,分别从细胞水平和分子水平对NEOs的遗传毒性及机制进行研究。主要得到以下研究结果:(1)利用彗星实验对NEOs的遗传毒性进行检测,结果显示在不影响细胞存活的暴露浓度范围内(12.5-100μg/m L),三种化合物均引起了HBMSCs的DNA损伤,且产生的DNA损伤存在剂量依赖关系,随暴露浓度的升高彗星尾部DNA所占比例(TailDNA%)变大、尾长(TL)和尾矩(OTM)增加。IMI最高暴露组产生的彗星TailDNA%、TL和OTM分别是对照组的4.67、2.64和5.80倍;NIT最高暴露组产生的彗星TailDNA%、TL和OTM分别是对照组的3.67、2.52和4.43倍;ACE最高暴露组产生的彗星TailDNA%、TL和OTM分别是对照组的4.31、2.90和6.06倍。(2)研究三种NEOs对HBMSCs细胞分化的影响。通过碱性磷酸酶(ALP)活性测定和茜素红对钙结节染色来研究NEOs对HBMSCs成骨分化不同时期标志物的影响,结果显示三种NEOs对ALP酶活无显著影响,对钙结节形成有轻微的抑制作用。RT-qPCR实验结果表明IMI和ACE会显著下调ALP的基因表达水平,与钙结节结果一致。通过油红O染色来测定成脂分化标志物脂肪滴的形成,发现NEOs对HBMSCs的成脂分化产生轻微影响,无明显剂量-效应关系。(3)利用基因芯片技术研究NEOs的遗传毒性机制,及对HBMSCs的其它潜在有害效应。研究结果发现NEOs与尼古丁的共同差异表达基因有339个,其中上调的基因230个,下调的基因109个。对差异表达的基因进行的GO功能分类主要包括细胞生长、免疫、信号传导、转录与翻译、代谢、分化与发育等。差异表达基因经KEGG富集后的通路有系统性红斑狼疮、酒精中毒、病毒致癌、PI3k-AKT信号通路、癌症中的转录失调、抗体的生物合成、细胞外基质-受体相互作用、膀胱癌和萜骨架的生物合成。因此NEOs的遗传毒性极有可能是PI3K-AKT信号通路与其他生物学通路共同调控的结果。