DNA分子的完整性对生物体来说至关重要。外源性因素和生物体内部因素均可导致DNA分子的损伤。基因毒性物质能直接或间接导致细胞DNA损伤,可阻碍基因组的复制转录,具有诱发癌症、畸形等重大疾病的潜在威胁,由于其较广泛的存在于人们日常生活环境当中,亟需构建对基因毒性物质的筛查和预防体系。质谱技术凭借其准确定量优势已广泛的应用于DNA损伤的研究,而面对生活和环境中存在的数量庞大、结构各异的基因毒性物质,目前已报道研究策略均无法实现全覆盖的筛查,因而亟需寻找共性DNA损伤标志物用于基因毒性物质的筛查并用于毒性测试方法的构建。本论文主要围绕DNA损伤“共性”DNA损伤形式脱碱基（Apurinic/Apyrimidinic/abasic,AP）位点为基础,以其交联加合物为定量研究目标,开展细胞中新型、潜在的DNA损伤共性标志物的发现确证及其应用研究。AP位点生成与多种DNA损伤类型如碱基错配、DNA加合和碱基脱氨基等相关,使AP位点作为一种常见的DNA损伤形式之一。目前其已应用于DNA烷基化、氧化应激和电离辐射等多种类型DNA损伤的研究。然而由于定量分析方法的非特异性和AP位点本身结构的不稳定性,AP位点的准确定量依旧存在诸多挑战。最近,文献报道在溶液条件下,AP位点可以和互补链上的碱基发生共价加合（AP-base）形成DNA链间交联,其结构稳定,难以被修复,提示AP-base交联在DNA烷基化损伤中扮演重要角色并亟待研究。然而截止目前,AP-base交联在生物体内的交联情况特点仍未可知。因此,本论文以AP-base加合物为研究切入点,通过液相色谱高分辨质谱联用技术（LC-HRMS）开展了AP-base交联的发现确证研究,基于细胞中高灵敏高特异的液相色谱质谱联用技术（LC-MS/MS）,实现针对细胞中AP-base加合物本底和其异构体占比的定量动态监测,并考察其可能影响因素;以不同作用机制基因毒性化合物为研究对象,应用生物学、分析化学和定量技术毒理学相结合的理论思路,研究其与AP-base加合物的量效关系、时效关系和损伤修复变化等,为构建能通过AP-base加合物监测DNA损伤和修复过程的体外测试新原理新方法提供技术方法与数据基础,也为进一步构建基因毒性物质筛查和毒性测试方法奠定基础。本研究论文总共分为以下五章:第一章为前言,该部分对目前基因毒性物质筛查和毒性测试方法的特点进行简要概述,重点对近年来AP位点的结构特性、定量分析方法和生物学进展（AP-base交联）进行了评述,阐明了AP-base加合物是潜在和理想的DNA损伤标志物,围绕AP-base加合物提出了本论文的研究目标、研究内容和拟解决关键问题。第二章是参考品的合成制备和表征。以d R和脱氧腺苷一水合物（d A）为起始原料,两者直接发生加合反应,直接高效获得了AP-d A加合物。在通过分别对d R脱氧鸟苷一水合物（d G）的活性基团进行衍生化保护之后,经过一步“成肟”反应,再分别进行直接或经还原后的脱保护基反应,最终获得了AP-d G和还原态AP-d G(AP-d Gred)加合物。合成AP-d G和AP-d Gred期间,通过优化反应时间和分离纯化手段,提高了产物的产率。最后采用LC-MS/MS、LC-HRMS和NMR技术对目标加合物进行结构确证及纯度分析。共合成三个加合物:AP-d A、AP-d G和AP-d Gred加合物,纯度依次分别高于96%、96%和92%,均符合检测要求。第三章是细胞中加合物的鉴定及构建AP-base加合物定量检测方法。利用质谱技术比较了两种不同的DNA水解方法对DNA加合物分析鉴定的影响。发现酸水解方法高效稳定,较适用于已知结构DNA加合物的质谱定量分析;酶解法可产生碱基与核苷等多种形式的产物,适用于新结构以及未知结构加合物的检测,确定选择以酶解方法（方案Ⅲ）用于AP-base加合物的筛查和鉴定实验。通过高分辨质谱筛查技术（LC-HRMS）对酶解后细胞样品中进行筛查,在细胞中首次发现了AP位点可与脱氧核糖核酸碱基形成三种加合物,分别是AP-d A、AP-d G和AP-d C交联加合物。在多反应监测（MRM）模式下,建立了高灵敏和高特异的检测细胞中AP-base加合物的液相色谱串联质谱（LC-MS/MS）方法,并对其方法学内容包括选择性、线性范围、基质效应、准确度和精密度进行了考察,结果表明建立的方法满足检测要求。第四章是对AP-base加合物在不同细胞系中的分布特点的研究。重点对不同细胞系中AP-base的本底含量及其同分异构体含量占比进行了检测,同时通过设计实验考察了以上两个检测目标的可能影响因素。以DNA损伤修复中的DNA损伤潜在共性标志物-AP-base加合物为切入点,基于已构建的LC-MS/MS（MRM）方法,选择了两种贴壁细胞（Hep G2和L02）和一种悬浮细胞（AHH1）,对以上细胞传代后不同时间点的AP-base含量及其各异构体之间的占比进行了检测和分析。实验结果表明AP-base本底含量随细胞传代后不同培养时间呈现时间依赖变化,三种细胞的AP-base时效曲线下面积（AUC）值无显著差异。通过分别对细胞传代时采用的不同胰酶消化时间和不同胰酶含量进行考察,结果表明以上两种因素均不会对细胞传代后AP-base含量的时效变化曲线有显著影响,推断AP-base本底含量随细胞传代后的时效变化曲线可能与细胞复制和细胞周期相关。研究还发现细胞经传代后不同时间点AP-d A和AP-d G的同分异构体的占比与溶液中相比存在显著不同,通过分别考察了不同p H基质的溶液和不同酶解时间对AP-base的同分异构体含量的影响,结果表明以上两种因素亦均不会对细胞传代后AP-base同分异构体占比有显著影响,因而推断AP-base各同分异构体占比变化可能与细胞内的生物转化相关。第五章考察了毒物暴露细胞对中AP-base含量的影响。基于目前开展的烷基化化合物暴露实验,选择经典烷化剂芥子气（SM）诱导细胞,量效关系揭示SM诱导细胞内AP-base加合物水平增加;时效关系揭示细胞经SM化合物高剂量持续暴露1 h时,加合物含量降低,且呈现明显剂量依赖关系;暴露时间延长至24 h时,加合物含量呈现增加趋势;SM暴露的损伤修复实验提示AP-base加合物可用于指示、评价DNA损伤与修复过程。