氯氰菊酯属于拟除虫菊酯类有机氯农药，近年来氯氰菊酯在农业生产中的使用量越来越大，残留的氯氰菊酯会对周围环境，水生生物及人类健康产生严重影响。到目前为止，对氯氰菊酯引起的毒性作用的分子机制的研究还比较有限。本研究以氯氰菊酯为研究对象，以HeLa细胞和斑马鱼作为体外和体内模型，通过测定它对HeLa细胞和斑马鱼的氧化应激效应和DNA损伤作用，研究了氯氰菊酯的细胞毒性和毒性机理。对HeLa细胞和斑马鱼进行药剂处理后，测定了氯氰菊酯对这两种生物材料的丙二醛(MDA)水平、超氧化物歧化酶(SOD)和总谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性的影响，从生物化学方面评价了氯氰菊酯对HeLa细胞和斑马鱼的毒性效应;采用Western Blot分析了Chk-1、 p53和聚合酶δ各亚基等参与DNA损伤修复蛋白的表达情况，从分子水平初步探讨了其可能的作用。主要结果如下:　　首先，我们以HeLa细胞为模型，参照国家农药残留标准的最大上限0.5mg/kg，选择0.5 mg/kg和5 mg/kg两个浓度处理HeLa细胞。氯氰菊酯处理HeLa细胞后会引起细胞内的脂质过氧化，MDA的含量明显升高，同时超氧化物歧化酶(SOD)的酶活性明显升高，处于诱导状态，而总谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)的酶活性则呈现一个先抑制后诱导的过程。这表明氯氰菊酯可以特异性地诱导细胞毒性和氧化应激。　　研究还发现两个浓度的氯氰菊酯处理HeLa细胞后都可激活细胞内的Chk-1蛋白磷酸化，表明氯氰菊酯对HeLa细胞的DNA主要造成的是单链损伤，而对DNA损伤的修复过程可能主要是通过激活ATR-Chk-1通路。5 mg/kg浓度的氯氰菊酯可以显著性地诱导HeLa细胞聚合酶δ的四个亚基都出现了降解和回复。同时诱导p53的蛋白表达水平上调，这表明聚合酶δ和p53蛋白可能参与了DNA的损伤修复过程。但是通过检测细胞内的caspase3的酶活性，发现caspase3的酶活性并没有被激活，表明氯氰菊酯处理HeLa细胞后可能不会引起细胞的凋亡，而通过细胞凋亡检测实验也发现氯氰菊酯不会引起细胞的凋亡而是直接导致细胞坏死。　　我们将斑马鱼暴露于不同浓度氯氰菊酯的水溶液不同时间，进而研究氯氰菊酯暴露对斑马鱼抗氧化防御系统以及DNA损伤相关蛋白的影响。氯氰菊酯处理斑马鱼后肝脏和鳃产生明显的脂质过氧化，MDA的含量升高，但是肾脏中的MDA含量并没有太大的变化。低浓度的氯氰菊酯处理斑马鱼后肝脏、肾脏和鳃中的超氧化物歧化酶(SOD)的酶活性并没有发生明显的变化，而高浓度的氯氰菊酯处理后SOD的酶活性都发生了明显的升高，然后慢慢降低至正常水平。氯氰菊酯处理斑马鱼后肝脏和肾脏的总谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性先是受到抑制后又慢慢回复至正常水平，而在鳃中是先诱导升高后慢慢降至正常水平。实验结果表明，斑马鱼体内的SOD和GPx均参与ROS自由基的清除，以减轻ROS自由基对细胞的损伤。　　通过斑马鱼实验模型，我们还首次发现人DNA聚合酶δp68，p50，p12三个亚基和PCNA的抗体可识别斑马鱼体内的内源蛋白，氯氰菊酯处理斑马鱼后取肝脏、肾脏及鳃的蛋白进行Western Blot检测发现聚合酶δ各亚基和p53蛋白的表达都发生明显的变化，保护机体免受氧化损伤。