研究背景：20世纪中叶，DDT是最常用的广谱杀虫剂，是瑞士化学家保尔·米勒1939年开发出来的。这个合成的化学药品，能够杀死各种有害昆虫（也包括益虫），而且药效时间很长。Nano-TiO2作为近年来纳米方面的研究热点，能够和环境中已经存在的一些经典的有机污染物产生相互作用。DDT在土壤中的含量范围为0.37～547.03ng/g，Nano-TiO2在环境中的含量为1ng～1mg/L，为了探究这两种环境中广泛存在的化合物对人体可能的毒性效应，以斑马鱼作为模式生物研究两种化合物的联合效应，揭示两种化合物的毒性机理，为人类的健康风险评估提供一个有效的证据。　　研究方法：本研究运用模式生物斑马鱼对两种化合物的单独和复合效应进行评估，首先分别对两种化合物对斑马鱼的孵化率、死亡率、畸形率影响进行研究，确定合适的浓度。再次用确定的浓度对胚胎进行处理，在第4天和第5天研究化合物对胚胎氧化应激、DNA稳定性、神经行为学的影响。找出可能的毒性作用方式，对相关基因表达进行定量分析。　　研究结果：（1）在对Nano-TiO2单独研究中发现，高浓度的二氧化钛能够抑制胚胎的孵化，可能由于二氧化钛堵塞了绒毛膜上的胚孔，导致绒毛膜不易破裂使胚胎未能孵化。1mg/L的二氧化钛能够对5天斑马鱼的运动产生抑制且1mg/L的仔鱼对光刺激反应相比于对照组有显著差别。10天的黑白区探索试验中表明二氧化钛暴露组仔鱼探索意愿并不强烈。在11天的集群实验中，暴露后鱼群的离散度也增加，与对照组有差异。12天的镜面攻击实验中，暴露组的仔鱼镜面攻击次数、镜面区滞留的时间和对照组相比都明显升高。同时二氧化钛能造成胚胎氧化损伤降低DNA稳定性。（2）在对DDT单独研究中发现，浓度为5μM的DDT能够使5天的斑马鱼脊柱上弯、脏器损伤、泄殖孔变黑。1μM的DDT能够在早期刺激仔鱼的兴奋，异常颤动表现为活力水平增强，能够在3天对光暗变化作出反应，能够降低体内ATP含量，提高caspase酶的活性。（3）联合暴露选用二氧化钛的浓度为0.1mg/L，DDT的浓度为0.5、1μM。联合暴露发现，联合组能够增加斑马鱼在第4天的活力水平，单独组DDT和联合组也都能增加24h胚胎的自主运动次数。联合暴露组能够增加仔鱼MDA、DA、caspase-3的含量，与对照组相比对仔鱼产生毒性增强，同时联合暴露后相比于单独组能够显著减少ATP的含量。以上结果都提示可能存在着协同毒性。我们挑选出12个基因，其中包括抗氧化基因（SOD1、Cat、Gpx1a）、凋亡基因（Caspase-3、P53、Nos）、离子通道相关基因（Kcnq2、Kcnq3、Atp2a2a、Atp2a2b）、轴突发育相关基因（Nrxn2a、Rab33a），研究发现，抗氧化基因SOD1和Cat与对照组相比，有下调。Gpx1a基因，0.5μM的复合组上调，且和0.5μM的单独暴露组有差异，相比于单独暴露组有上调。凋亡相关基因中，1μM的DDT单独组和对照组相比，P53、Nos基因表达下调，0.5μM的复合暴露组中，Caspase-3和Nos基因表达上调，且和DDT单独暴露组有差异，表达上调。离子通道相关基因结果分析显示，钾离子通道基因Kcnq2，经过处理之后表达有下降的趋势，相关基因表达结果分析显示，复合暴露能够上调Nrxn2a和Rab33a两个基因的表达。（4）将DDT与PTZ进行比较，发现DDT能产生类似PTZ的症状，且都能被钾离子通道抑制剂盐酸胺碘酮抑制。提示，DDT的毒性机理可能和癫痫类似。　　研究结论：Nano-TiO2和DDT单独或联合处理后，可激活斑马鱼机体的氧化应激系统，启动caspase-3凋亡通路。Nano-TiO2能够影响仔鱼的黑白区探索、集群、镜面攻击等社会行为，DDT能够对早期斑马鱼胚胎造成兴奋，身体异常颤动，活力提升。联合暴露后对仔鱼活力水平提升显示有协同效应，对相关基因也存在协同作用。DDT和PTZ能使斑马鱼产生类似的癫痫样行为，但是具体的机制还不太清楚，可能是通过影响早期神经轴突的发育，也可能是通过钾离子通道起作用，或者是多种因素共同作用，还需要进一步研究。