铅（Pb）是重金属环境污染物之一,被世卫组织列入有毒和有害物质清单,是对公众健康影响最重的10种化学物质之一。环境中的Pb主要来源于人为活动。由于矿石和金属加工制造,含Pb汽油和油漆的使用,工业废水、废气和废渣,以及农业生产中不合理、不合规的行为,均会造成环境中Pb的积累,进入水环境中的Pb会对鱼类健康造成威胁。肠道是鱼类主要摄取Pb的器官,肠道黏膜屏障是抵御病原体入侵的第一道防线,当肠道屏障受损时,肠道菌群和菌群代谢物可以通过门静脉系统转移到肝脏,引起肝脏炎症和损伤。褪黑素（MT）是一种由松果体分泌的激素,具有显著的抗氧化作用,是一种内源性自由基清除剂。MT能够影响肠道微菌群,保护肠道屏障,同时也对肝脏氧化应激损伤有治疗作用。但Pb对鱼类肠道和肝脏的影响,以及MT是否具有影响Pb毒性的研究尚未见报道,MT对Pb的影响也需要进一步探索。本研究以鲤鱼作为实验动物,通过分别在水中添加硝酸铅和MT构建鲤鱼Pb暴露模型和Pb-MT暴露模型,应用H&E染色,油红O染色、扫描电镜、透射电镜,肠道菌群宏基因组、转录组学分析、实时荧光定量PCR、免疫印迹、免疫荧光染色、流式细胞术、酶联免疫吸附剂测定、脂肪酸靶向检测等技术,观察肠道和肝脏组织病理形态学变化,检测肠道菌群改变及肠道基因表达差异,检测相关基因表达和肝脏组织中脂肪酸成分,并在EPC细胞和L8824细胞中阐述了Pb和MT对肠道和肝脏细胞的作用。本研究旨在探究Pb对鲤鱼肠道和肝脏的毒性机制,明确MT对Pb暴露的毒性作用的影响。主要的研究结果如下:（1）肠道组织病理学结果显示,Pb诱导鲤鱼肠道损伤。显微结构观察结果发现Pb暴露导致肠道绒毛刷状缘脱落,淋巴细胞弥漫性浸润,管腔内黏液颗粒不足。超微结构观察结果表明Pb暴露导致肠道绒毛缺失,细胞线粒体聚集萎缩,存在焦亡小体。（2）肠道宏基因组检测分析结果显示,梭杆菌门（Fusobacteria）为鲤鱼肠道优势菌门,Pb暴露显著改变肠道菌群,上调变形菌门（Proteobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）相对丰度,下调梭杆菌门（Fusobacteria）和拟杆菌门（Bacteriodets）相对丰度,导致厚壁菌门（Firmicutes）/拟杆菌门（Bacteriodets）比值显著降低。MT的添加上调放线菌门（Actinobacteria）相对丰度。对菌群功能分析后发现,Pb暴露激活了脂多糖（LPS）生物合成相关的菌群基因功能,而MT显著改善Pb诱导的LPS在血清肠道和肝脏中的含量上升,说明MT缓解Pb通过改变肠道菌群诱导的LPS合成。（3）肠道转录组分析结果显示,Pb暴露导致鲤鱼肠道组织中451个基因显著上调,311个基因显著下调。富集分析发现,差异性基因主要参与细胞程序性坏死和细胞焦亡通路。体内体外试验结果显示,MT减少了Pb诱导的程序性坏死和焦亡,缓解了Pb暴露导致的紧密连接蛋白的低表达,改善肠道通透性,减轻肠道炎性损伤。（4）组织病理学和细胞油红O染色结果显示,Pb暴露导致肝脏脂质蓄积。显微结构观察结果显示Pb暴露导致肝索紊乱,聚集性脂肪变性,细胞坏死。超微结构观察结果显示Pb暴露导致肝细胞线粒体萎缩和铁死亡的发生。（5）脂肪酸靶向代谢检测结果显示,Pb暴露导致肝组织中的亚油酸、α-亚麻酸、γ-亚麻酸、二十碳三烯酸、花生四烯酸和二十碳五烯酸含量升高,二十二碳六烯酸甲酯含量减少,促进脂质蓄积,诱导鲤鱼脂肪肝的发生,MT能够缓解Pb诱导的肝组织多不饱和脂肪酸稳态失衡。（6）体内体外结果显示,Pb暴露诱导ROS生成,促进线粒体自噬和自噬溶酶体的形成,破坏溶酶体稳态自噬,以及引起不稳定铁池稳态失衡,导致肝细胞自噬和铁死亡。（7）通过对肝组织和细胞糖脂代谢相关通路基因表达的检测发现,Pb暴露抑制了AMPK磷酸化促进脂肪合成和糖酵解增加,减少脂肪分解和糖原合成,导致肝脏脂肪蓄积,而MT通过激活AMPK信号通路,抑制脂肪合成和糖酵解增加,促进脂肪分解和糖原合成,缓解肝脏脂肪蓄积,改善Pb暴露诱导的脂肪肝形成。综上所述,本研究阐明了Pb暴露改变了鲤鱼肠道菌群稳态,引起肠上皮细胞程序性坏死和焦亡,导致肠道炎性损伤和黏膜屏障通透性增强,促进LPS合成和吸收,进而通过肠肝轴引起氧化应激增加,AMPK抑制,肝细胞自噬和铁死亡增加,脂肪合成和糖酵解增加,脂肪分解和糖原合成抑制,诱导肝脏脂肪蓄积。MT能够改善Pb引起的肠道菌群紊乱,减少LPS生成,缓解肠上皮细胞程序性坏死和细胞焦亡,减轻肠道炎性损伤和降低通透性,减少LPS吸收,并通过激活AMPK磷酸化,缓解了肝细胞线粒体自噬和铁死亡,改善肝脏组织糖脂代谢紊乱,抑制脂肪蓄积。上述结果表明,MT通过肠肝轴缓解了Pb暴露引起的鲤鱼脂肪肝。本研究丰富了Pb暴露对鲤鱼的毒性机理,揭示了MT缓解Pb毒性的毒理学机制,为开发防治铅中毒的产品提供了理论依据,也为比较医学提供了借鉴。