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背景环糊精(CDs)分子略呈锥形,上宽下窄、两端开口、中空圆筒状,空腔内部为疏水性,外部为亲水性,由于其独特的筒状结构和内疏水外亲水的性质,环糊精具有主客体分子包合作用,可以包合特定的分子。环糊精无毒无害,其包合物可以增强稳定性、增大溶解度、减小不良反应。因此,环糊精可作为一种合适的药物载体,广泛应用于医药领域。由于环糊精在水中溶解度及包合能力,环糊精的修饰及改性已经成为当前一大热门。羧甲基-β-环糊精(CM-β-CD)是β-环糊精的衍生物,在pH<4溶液中的溶解度低,在pH>4溶液中溶解度极高,其羧基解离,结构疏松,自流动性好,故在人体肠道环境中溶解度高,可以用于药物延长释放的剂型中,溶血性更低。细胞穿膜肽(CPPs)是一类能够携带大分子的物质进入到细胞的短肽,具有较好的穿膜转运能力。如今许多生物大分子对治疗诸多疾病有重要作用,但由于首过效应、细胞屏障作用等障碍,大分子药物很难透过细胞膜进入细胞内,这限制了有治疗价值的生物大分子在医药领域的应用,细胞穿膜肽的发现及应用在极大地程度上解决了这一难题。细胞穿膜肽可作为载药材料在体内外入胞转运,具有其他生物大分子转运无法比拟优势:运载效率高、毒性较小、运载种类多、应用的剂型广范等。已有实验表明,影响细胞穿膜能力的关键因素是胍基,而八聚精氨酸(R8)中富含胍基,因此穿膜转运能力较强。R8-CM-β-CD(八聚精氨酸-羧甲基-β-环糊精)是本实验室研发的新型入胞转运载药材料,由CM-β-CD(羧甲基-β-环糊精)与R8(八聚精氨酸)经化学反应后合成,经过之前的实验证明,R8-CM-β-CD包合药物能力强,溶解性好,平均分子量大小适中。目的R8-CM-β-CD的体外毒性还未评价。本实验通过R8-CM-β-CD与已有的CM-β-CD和β-CD做对比,比较评价其毒性作用,探讨其作为载药材料的可能入胞机制,并研究这一新型材料对P-gp药泵的抑制作用。结果1.R8-CM-β-CD对兔红细胞的溶血作用,对细胞膜的破环程度,类似于CM-β-CD,显著低于β-CD。2.R8-CM-β-CD对caco-2的细胞毒性有浓度依赖性,其毒性与CM-β-CD不相上下,明显低于β-CD。3.R8-CM-β-CD的入胞机制可能与网格蛋白介导的胞吞、小窝蛋白介导的胞吞以及巨胞饮有关。4.R8-CM-β-CD对P-gp药泵具有一定的抑制作用,类似于维拉帕米,促进药物的吸收。5.R8-CM-β-CD可包合胰岛素,并非物理混合或化学连接,是将胰岛素包合进环糊精的空洞中。结论本实验显示R8-CM-β-CD具有低毒性与低溶血性,对血红细胞的溶血作用较低,这为R8-CM-β-CD作为药物载体的安全性提供有用的信息。在入胞机制的研究中我们对R8-CM-β-CD的入胞机制有了初步的了解,其入胞机制是在ATP的参与下,由网格蛋白介导的内吞作用入胞及以巨胞饮的入胞方式。在对P-gp抑制的实验中我们发现R8-CM-β-CD可以抑制P-gp的外排。本实验也证明R8-CM-β-CD可包合大分子药物,包合后的大分子药物不仅增强了吸收能力,也增加了其稳定性。