氧化铜纳米颗粒（CuO NPs）作为一类代表性的金属氧化物纳米材料，由于其出色的物理化学性质，在生物医学、环境修复和能量存储领域得到了广泛应用（Akintelu等人，2020年；Verma和Kumar，2019年）。它们的应用包括抗菌和防腐材料、药物输送系统、有机合成的催化剂、传感器的关键组件以及电极材料（Harish等人，2022年）。预计到2025年，全球铜基纳米材料的产量将达到约1600吨（Keller等人，2013年）。然而，随着产量的增加和使用范围的扩大，CuO NPs不可避免地通过工业排放、废物渗漏、地表径流和土壤渗漏释放到水环境中，从而对水生生态系统构成潜在风险。对于工程化的金属纳米颗粒，沉积物已被广泛认为是它们在水环境中的最终归宿（Adeleye等人，2016年；Al-Bairuty等人，2013年）。Ross等人报告的模型结果表明，CuO NPs和释放的Cu2+主要积聚在表层沉积物中（Ross和Knightes，2022年）。事实上，全球各地的水生沉积物中都检测到了铜的存在，浓度范围从阿基坦潟湖的10.06–34.16 mg/kg、孟加拉湾的约31.9 mg/kg到乌拉尔湖的约53.2 mg/kg不等，而90%的欧洲沉积物样本中铜的含量为5–49 mg/kg干重（Roman等人，2007年；Islam等人，2025年；Nazir等人，2025年；Özbay等人，2025年）。释放到水环境中的氧化铜纳米颗粒（CuO NPs）最初存在于水柱中，最终会积聚在沉积物中。成年斑马鱼是杂食性动物，它们的自然摄食行为包括摄入沉积物颗粒、底栖生物以及附着在沉积物上的有机碎屑（McClure等人，2006年）。因此，沉积物中的铜可以通过直接的沉积物-肠道接触以及摄入与沉积物相关的食物进入鱼类体内，使得饮食暴露成为斑马鱼吸收铜的主要途径。
越来越多的证据表明，金属纳米颗粒可能通过纳米尺度特有的机制对动物健康产生不良影响，可溶性金属离子可以在多种水生生物体内引起急性和慢性毒性（Akalin，2021年；Ghosh等人，2024年；Mansano等人，2018年；Aksakal和Ciltas，2019年；Morsy等人，2021a年；Ouni等人，2020年）。然而，关于CuO NPs的环境暴露效应的研究仍然很少。
肠道在营养吸收中起着核心作用，对于维持免疫屏障的完整性和微生物平衡至关重要。作为人体最大的消化和吸收器官以及主要的免疫屏障，肠道的稳态对于维持宿主健康至关重要（Vancamelbeke和Vermeire，2017年）。近年来，越来越多的证据表明，环境中的纳米颗粒可以通过饮用水和饮食摄入等途径在肠道中积累，引发包括肠道炎症、微生物群失调和代谢紊乱在内的毒性效应（Giambò等人，2021年；Yan等人，2022年）。这已成为纳米材料健康风险评估的核心焦点。尽管先前的研究已经证实CuO NPs可以引起肠道损伤，但其背后的分子机制尚未完全阐明。现有的研究主要集中在宏观毒性表型上，如肠道上皮细胞的凋亡和屏障通透性的增加，而对其对肠道细胞内亚细胞结构和特定调控途径的影响的研究相对有限。这一重要的知识空白极大地阻碍了对CuO NPs肠道毒性机制的深入理解。
在这项研究中，选择了斑马鱼作为模型生物，利用它们发育迅速、基因组信息完整以及对外源物质高度敏感的固有优势。进行了一项为期30天的慢性饮食暴露实验，涉及CuO NPs和CuSO4，期间系统分析了肠道的超微结构损伤、微生物特征的变化、抗氧化系统的紊乱、代谢组谱的变化以及关键基因表达的变化。本研究旨在区分纳米颗粒和离子铜之间的不同毒性贡献，并揭示它们引起肠道损伤的具体机制。这项研究不仅为阐明CuO NPs的肠道毒性机制提供了新的视角，还为建立CuO NPs的水生生物安全评估系统以及制定针对性的环境风险管理策略提供了科学基础。
