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目的:本研究通过研究碳点（Carbon dots,CDs）暴露后对斑马鱼胚胎的发育影响及转录组学的改变,探讨碳点对斑马鱼的发育毒性及脂质代谢的影响。方法:1.碳点合成及表征确定通过电化学剥离法合成碳点,利用透射电子显微镜（Transmission electron microscope,TEM）和动态光散射（Dynamic light scattering,DLS）表征碳点的尺寸和水合粒径;利用X-射线衍射仪（X-ray diffractometer,XRD）测定碳点的晶格;利用紫外/可见-近红外分光光度计（UV/vis-NIR spectrophotometer）表征碳点的吸收光谱;利用朗伯比尔定律推算碳点的质量消光系数。2.碳点对斑马鱼幼鱼半数致死浓度的确定将野生型（Wide type,WT）斑马鱼胚胎自 2 hpf（hours post-fertilization）起暴露于不同浓度碳点溶液(0、360、450、550、670、870 μg/mL中,持续培养至96 hpf并观察死亡率,运用Probit回归分析计算半数致死浓度。3.碳点在斑马鱼胚胎和幼虫的荧光成像斑马鱼胚胎暴露于碳点后,首先使用苯基硫脲（Phenylthiourea,PTU）阻止色素沉着,随后利用碳点自身的荧光性质介导可视化,在24、48、72、96 hpf通过荧光显微镜对斑马鱼进行荧光成像并进行定量分析。4.碳点暴露对斑马鱼幼鱼的毒性根据96 hpf半数致死浓度,确定后续实验最高浓度组约为半数致死浓度的1/2,即260μg/mL,等比设置中低浓度组为130 μg/mL和60 μg/mL。将斑马鱼胚胎暴露于以上不同浓度的碳点溶液中,观察并统计胚胎的死亡率、孵化率、畸形率、体长及运动行为的情况,以评估碳点对斑马鱼胚胎发育的影响。5.油红O染色及生化指标检测斑马鱼胚胎暴露于不同浓度碳点（0、60 μg/mL、130μg/mL和260μg/mL）至96hpf收取幼鱼,采用qPCR检测与脂质稳态相关的DEGs的表达;并通过酶联免疫吸附实验（Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA）检测斑马鱼体内总胆固醇（Cholesterol,CH）、甘油三酯（Triglycerides,TG）的含量;通过油红 O（OilRed O）染色实验观察斑马鱼体内脂质的变化。6.转录组测序及生物信息学分析斑马鱼胚胎暴露于260 μg/mL碳点至96 hpf收取幼鱼,采用转录组测序技术（RNA-sequencing,RNA-seq）检测碳点暴露后斑马鱼体内基因表达变化,分析差异表达基因（Differentially expressed genes,DEGs）;通过对DEGs进行功能和通路富集研究,筛选出与脂质代谢相关的DEGs。7.实时定量PCR（qRT-PCR）分析斑马鱼胚胎暴露于不同浓度碳点（0、60 μg/mL、130μg/mL和260μg/mL）至96 hpf,采用qRT-PCR检测方法6中筛选出的DEGs mRNA水平的变化。8.透射电子显微镜（TEM）对细胞超微结构观察将260 μg/mL碳点暴露后斑马鱼幼鱼样品包埋在环氧树脂中,制作超薄切片并通过透射电子显微镜（Transmission electron microscope,TEM）观察细胞超微结构的改变。结果:1.采用电化学剥离法合成出尺寸均一的碳点,TEM显示碳点的尺寸为2.48 ±0.44 nm。DLS表明碳点的水合粒径约19.67±0.36 nm,具有良好的胶体稳定性。XRD进一步证明碳点为碳结构。通过称重法计算碳点的质量消光系数为1.15（mg/mL）。2.斑马鱼暴露于碳点96 hpf,LC50为510μg/mL。后续实验选用高浓度为半数致死浓度的1/2,并等比设置高中低浓度,即260 μg/mL、130 μg/mL和60 μg/mL。3.利用碳点的荧光性质,发现24 hpf和48 hpf,碳点主要弥漫性分布于斑马鱼胚胎卵黄囊;随着孵育时间的延长,72 hpf和96hpf,碳点主要富集于斑马鱼幼鱼的头部、肝脏、卵黄囊及胃肠道。进一步对荧光强度进行定量分析,发现斑马鱼体内的荧光强度具有浓度依赖性,随着碳点浓度的增加而逐渐增强。4.碳点暴露导致斑马鱼发育毒性,主要表现为死亡率增加、畸形率增加、心率降低、体长缩短和运动行为减少。5.碳点暴露后斑马鱼体内脂质代谢检测结果发现,碳点暴露导致斑马鱼体内胆固醇、甘油三酯的含量升高。油红O染色结果显示碳点暴露后斑马鱼卵黄囊、肝脏、心脏部位脂质增加。根据灰度定量脂肪含量,碳点暴露组与对照组相比上升了 13.57%（P＜0.05）。6.转录组学分析显示,碳点暴露后得到2271个差异表达基因（DEGs）,其中上调为1703个,下调为568个,通过功能富集发现DEGs显著富集于多个脂质代谢相关的功能。7.实时荧光定量PCR结果发现,碳点暴露后与甘油三酯合成相关的基因（Apgat4）有不同程度的上调,脂肪酸β氧化限速酶（Acox1）的mRNA表达下调。胆固醇合成的基因（Cyp51）表达上调,参与胆固醇代谢的基因（Cyp7a1）表达下调（P＜0.05）。脂质代谢相关核转录因子包括srebf1和ppara分别上调和下调。内质网应激相关基因（Xbp1、Ern2和Atf4a）表达上调（P＜0.05）。8.透射电镜结果显示,碳点暴露后斑马鱼水肿程度相对严重,胞内电子密度相对较低,细胞器明显肿胀,部分内质网脱颗粒、膜破损。结论:1.碳点暴露可引起斑马鱼幼鱼的发育毒性,表现为心包和卵黄囊水肿、脊柱弯曲、生长延迟、运动减少和死亡。2.碳点暴露通过干扰脂质合成、转运和降解导致斑马鱼体内脂质积聚。3.碳点可能通过激活内质网应激反应引起脂质代谢紊乱。