铅由于不易降解的特性导致其持久性的存在于土壤中。铅会进入土壤生物体内,通过食物链的传递,最终富集在人体内,造成造血系统、免疫系统、神经系统、心血管系统等损伤。蚯蚓占据着土壤动物生物量的绝大部分,在生态毒理实验中被认为是监测土壤污染的绝佳的模式动物。本研究首次将核磁共振代谢组学方法结合传统毒理学方法研究铅对蚯蚓的毒性作用,在小分子代谢物水平上揭示了铅的毒性作用模式。论文根据OECD指南,研究了在滤纸铅暴露和人工土壤铅暴露下蚯蚓不同的代谢反应。在滤纸接触实验中,将蚯蚓铅暴露48小时后,进行原子吸收分析、组织病理学检查、生化指标检测以及核磁共振1H谱测试。结果显示铅在蚯蚓体内明显富集,导致严重的组织损伤,引起了机体的抗氧化防御以及导致了神经毒性。对核磁共振1H谱数据进行正交信号校正偏最小二乘判别分析(OSC-PLS-DA),揭示了体内代谢物的变化,涉及到氧化应激、能量代谢和氨基酸代谢紊乱以及神经递质和渗透压失衡。在蚯蚓人工土壤铅暴露2天和14天后,分别进行组织病理学检查、生化指标检测以及核磁共振1H谱测试。结果表明即使在很低的浓度下暴露2天,蚯蚓就表现出各种反应,而暴露14天后表现出适应性。OSC-PLS-DA揭示了体内代谢物的变化,涉及到氧化应激、渗透压失衡、氨基酸代谢以及能量代谢。实验结果表明,通过滤纸接触铅暴露蚯蚓体内的代谢反应比土壤铅暴露更为明显。本研究证实1HNMR代谢组学技术在评价环境污染和重金属的毒性作用模式方面具有巨大潜力。