近年来，环境污染愈发严重，由此而引起的健康问题成为人们关注的热点。研究表明超过80％的癌症是由环境因素诱发的，而遗传毒性化合物是环境中主要的致癌因素。因此，对遗传毒性化合物的研究和检测在环境健康风险评价中具有重要的现实意义。生物标志物是遗传毒性化合物检测的重要方法，可以对环境中遗传毒性物质危险度的评估、预测和毒性机制进行深入探讨。大量的研究表明p53R2受DNA损伤诱导，是遗传毒性化合物和某些癌症的生物标志物。对p53R2的检测可以反应环境中遗传毒性化合物危害的剂量和效应。　　抗体是检测生物标志物的重要手段之一。为此，运用噬菌体展示技术，建立鼠源脾脏噬菌体展示天然单链抗体文库，库容达1.03×109，为大规模、高通量、快速、低成本的获得生物标志物的特异性抗体提供平台。通过斑马鱼p53R2的研究表明，p53R2在mRNA水平与之前对其研究结果一致，受遗传毒性化合物损伤诱导，而运用噬菌体展示抗体库淘选获得的单链抗体却没有检测到p53R2蛋白。另外在遗传毒性化合物暴露斑马鱼ZF4细胞的转录组与定量蛋白质组结果也验证了这一结果。斑马鱼p53R2在蛋白质水平不适合作为遗传毒性化合物的生物标志物。　　通过对斑马鱼p53R2的研究，突显了单个生物标志物单方面检测的不足，有必要对斑马鱼遗传毒性化合物相关的生物标志物进行重新认识。随着对毒理学的认识以及技术的发展，毒理学研究由传统高剂量、短时的动物实验向优化的体外实验转变，研究方法由简单的生物指标检测向毒理基因组检测发展。运用毒理基因组方法去研究遗传毒性化合物的毒理机制、寻找新的生物标志物，为环境健康风险评价提供前所未有的认识。同时斑马鱼是重要的模式生物，其基因组与人类有超过87％的同源性，在发育、解剖、生理应激和代谢等功能上与人类有相似之处，为毒理学研究做出重要贡献。此外斑马鱼还有完善的基因组和注释信息，为各种组学的研究提供便利。因此，以斑马鱼24 h胚胎分离的ZF4细胞为研究对象，暴露于模式烷基化遗传毒性致癌物甲磺酸甲酯(Methyl Methanesulfonate，MMS)，运用第二代高通量测序技术（RNA-seq）研究转录水平响应机制，定量蛋白质组iTRAQ方法研究蛋白质水平的应答机制，并整合两个组学结果阐明MMS分子毒理作用机制，为探索遗传毒性化合物潜在生物标志物提供重要的基本数据。MMS暴露ZF4细胞24 h的半抑制浓度(IC50)经改良寇氏法计算为639.16±61.8μM，在此浓度引起明显的细胞凋亡现象。胚胎的表型实验发现300μM浓度暴露尾部发育出现抑制，600μM时胚胎尾部几乎没有发育，头部重要器官都受抑制，整个胚胎趋向于凋亡。RNA-seq共检测到表达倍数差异＞2倍的3，601个上调表达基因，3，037个下调差异基因，大部分的差异基因参与代谢、合成相关功能。蛋白质酶体、可变剪接及RNA相关的功能基因上调最为明显，而细胞周期、粘连、神经发育及DNA损伤修复相关的功能基因下调最为明显。可变剪接分析发现1，156个差异基因特异受MMS诱导发生可变剪接，其中大部分基因参与代谢、合成相关功能。iTRAQ定量蛋白质组共鉴定到6，047个蛋白质，将差异倍数≥1.2定义为差异表达蛋白质，共鉴定到189个上调蛋白，349个下调蛋白。大部分的差异表达蛋白质参与信号转导、代谢、DNA损伤修复、肌肉发育和应激等相关功能。联合转录组和蛋白质组数据分析MMS暴露ZF4细胞分子毒性机制，发现蛋白酶体在MMS暴露ZF4细胞的过程中发挥关键作用。蛋白酶体对MMS暴露ZF4细胞DNA损伤修复通路起负调节作用。RNA transport, mRNAsurveillance pathway和可变剪接在ZF4应对MMS损伤RNA应激过程中起重要作用。而protein processing in endoplasmic reticulum通路协同蛋白酶体通路对MMS损伤蛋白质的调控起重要作用。　　为寻找MMS特异诱导的基因以及如何将毒理基因组数据应用于环境健康风险评价，用直系同源基因结合聚类的分析方法将实验室现有斑马鱼及酵母转录组数据进行比较。结果表明，同一物种斑马鱼中，不同药物处理（EE2和MMS）可以找到不同药物特征响应基因表达谱，为药物特异响应的生物标志物寻找提供了选择方向。不同物种（斑马鱼和酵母）用同一药物处理(MMS)可以发现共同响应的基因表达谱，这些基因可以在不同模式生物中进行药物毒性效应的外推应用于环境健康风险评价。