目的：探讨褪黑素(melatonin, MT)对新生鼠胆红素脑损伤的保护作用及其机制。方法：取SPF级5日龄SD大鼠90只,雌雄不限,完全随机分为3组：生理盐水对照组、胆红素脑病模型组、MT治疗组。MT治疗组在制作胆红素脑病动物模型基础上给予MT治疗,各组用免疫组化法检测脑海马组织BAX、BCL-2蛋白的表达变化,酶联免疫吸附法检测血清中神经元特异性烯醇化酶(NSE)的水平,水迷宫实验测试学习记忆能力。结果：MT治疗组海马神经细胞在各时间点,海马组织BAX阳性细胞率低于模型组(P<0.05),高于对照组(P<0.05);BCL-2阳性细胞各组均高于模型组(P<0.05)高于对照组(P<0.05);血清NSE水平均低于模型组(P<0.05),高于对照组(P<0.05);水迷宫实验：褪黑素治疗组在各时间点找到安全平台的潜伏期均明显短于模型组(P<0.05),穿越平台次数较模型组明显增多,两组均低于对照组。结论：新生大鼠胆红素脑损伤后给予褪黑素干预,可以提高脑组织的bcl-2的表达,抑制bax的表达,降低NSE的表达,发挥神经保护作用,可以改善胆红素相关性脑损伤所致的学习记忆障碍。