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纳米银（Sliver nanoparticles,AgNPs）在工业、农业和医学等领域应用广泛,其对自然环境动植物以及人类健康可能产生不利的影响。研究表明,AgNPs具有发育毒性、心脏毒性、神经毒性、细胞毒性等。AgNPs诱导ROS（reactive oxygen species,ROS）的累积被多数研究认为是其致毒机制。然而针对AgNPs在体内外的研究却并不全面,有机体对AgNPs造成的应激而引起的损伤响应却鲜少见到。本研究选择斑马鱼作为体内研究的实验模型,斑马鱼具有繁殖能力强、胚胎透明、体型较小、性成熟时间短、与人类基因组相似度较高等特征。以斑马鱼作为主要实验研究模型,比较在不同处理时间下不同浓度AgNPs急性暴露斑马鱼胚胎后的存活率,选择低于半致死数量(LC50)的浓度进行后续相关研究。在暴露时长为72 h揭示其生长发育毒性,研究发现AgNPs急性暴露影响斑马鱼胚胎的孵化、影响幼鱼的体长体重、引起脊柱弯曲、卵黄囊肿、诱发心脏毒性（心跳异常、心包水肿）、诱导神经毒性（引起小头、眼小、脊柱神经元畸形、行为学异常）。与此同时,本研究还利用人胚肾细胞系（human embryonic kidney cells,HEK293T细胞）作为体外研究模型进行研究发现,AgNPs暴露降低了细胞的活性,影响细胞粘附性。随后,利用转录组测序分析技术（transcriptome sequencing,RNA-seq）对AgNPs处理72 h的斑马鱼幼鱼进行测序分析,京都基因和基因组百科全书（kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）和基因本体（gene ontology,GO）分析结果表明,差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）在AgNPs处理组的细胞周期（cell cycle）、DNA复制（DNA replication）、碱基切除修复（base excision repair,BER）、细胞衰老（cellular senescence）、丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase,MAPK）粘着斑（focal adhesion）、神经活性配体受体相互作用（neuroactive ligand-receptor interaction）、ATP结合（ATP binding）、DNA复制起始（DNA replication initiation）、离子转运（ion transport）以及细胞连接（cell junction）等信号通路中富集。进一步利用分子以及生化检测技术进行分析,结果表明,AgNPs急性暴露干扰MAPK和neuroactive ligand-receptor interaction信号通路、抑制cell cycle、DNA replication以及BER信号通路,影响cellular senescence通路并诱发斑马鱼以及HEK293T细胞的衰老表型。对斑马鱼focal adhesion信号通路进行分析发现,在低AgNPs浓度组focal adhesion信号通路关键基因转录水平被激活,而在较高浓度处理下,其通路的关键基因转录水平被抑制。Focal adhesion信号通路在心脏发育中发挥重要作用。AgNPs急性暴露可能通过干扰focal adhesion信号通路转录水平进而诱发心脏毒性。AgNPs急性暴露通过干扰MAPK和neuroactive ligand-receptor interaction信号通路、抑制cell cycle、DNA replication、cellular senescence、focal adhesion以及BER信号通路进而诱导斑马鱼幼鱼生长发育毒性。接着对AgNPs暴露在体内、体外的毒性机制进行研究,发现AgNPs急性暴露诱导体内外ROS和丙二醛（malonaldehyde,MDA）的累积,抑制超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）、过氧化氢酶（catalase,CAT）的活性,在4 mg/L AgNPs暴露中下调SOD、CAT相关基因的表达。转录组分析发现在4 mg/L AgNPs处理下,下调的DEGs在氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）信号通路中富集。对体内外线粒体呼吸链进行分析发现,AgNPs急性暴露抑制线粒体呼吸链复合物I-V的活性,下调线粒体呼吸链复合物相关基因的表达。此外,AgNPs暴露后诱导HEK293T细胞DNA损伤以及斑马鱼幼鱼细胞凋亡,且斑马鱼线粒体介导的凋亡信号通路相关基因bax、bcl2、caspase-3和caspase-9的m RNA表达水平以及Bax、Bcl2蛋白表达水平均受到显著调控。体内外AgNPs的急性暴露会诱导ROS的过度累积,引起氧化应激,导致DNA损伤,诱导线粒体功能障碍介导细胞凋亡。而氧化应激（ROS）诱导的氧化性DNA损伤,会促使机体的DNA损伤修复响应,以维持机体的稳定性。通过转录组测序分析,我们发现负责氧化性DNA损伤修复的重要信号通路,BER信号通路在AgNPs处理组中被富集,其通路上关键基因apex1及下游基因（xrcc1、lig3、pcna、fen1、pold）的转录水平在AgNPs处理下呈显著性下调的趋势。同时利用荧光定量PCR技术分析发现,AgNPs暴露会抑制体内外BER信号通路关键基因apex1、lig3、fen1的表达。BER信号通路作为ROS诱导的氧化性DNA损伤主要修复途径之一,在机体应对外界胁迫下发挥重要作用。Apex1可以通过控制许多参与修复的酶的蛋白水平来调控BER信号通路。我们推测,AgNPs可能通过apex1基因介导BER信号通路的表达,影响DNA损伤修复功能,加剧生长发育毒性和细胞毒性。因此,我们利用CRISPR/Cas9技术构建apex1突变型斑马鱼/HEK293T细胞。分析apex1基因的敲减对机体发育毒性和氧化应激的影响,研究AgNPs急性暴露条件下apex1+/-斑马鱼和APEX1敲减HEK293T细胞BER信号通路相关基因的分子响应。研究发现,体内外apex1基因敲减会诱发其生长发育毒性、引起氧化应激以及抑制抗氧化酶。AgNPs急性暴露条件下,会加剧apex1+/-斑马鱼的发育毒性以及APEX1敲减HEK293T细胞的毒性,引起氧化应激水平,同时上调p53蛋白的表达诱导细胞凋亡。对BER信号通路分析发现,AgNPs急性暴露apex1+/-斑马鱼和APEX1敲减HEK293T细胞会诱导BER信号通路关键基因的转录水平和蛋白表达水平的上调。综上,我们推测,在野生型斑马鱼/HEK293T细胞上,AgNPs通过抑制apex1基因的转录水平调控BER信号通路基因的表达,影响DNA损伤修复功能;在apex1+/-斑马鱼和APEX1敲减HEK293T细胞上,AgNPs胁迫可能会诱导BER信号通路适应性反应以应对氧化应激诱导的损伤。鉴于BER信号通路基因apex1突变后对氧化应激的敏感性,其可作为氧化应激研究的体内外模型,有助于深入研究不同氧化胁迫下机体的应激响应。