目的:本研究以二氯化钴诱导心肌细胞缺氧损伤为糖尿病性心脏病心肌细胞缺氧模型,旨在探讨聚乙二醇（PEG）修饰的前列腺素E₂（PGE₂）的化学特性、生物相容性、生物利用度及其对心肌细胞缺氧模型的保护作用,并对其机制进行初步探索研究。方法:将5 mmoL N,N’-二环己基碳二亚胺（DCC）、5 mmoL N-羟基丁二酰亚胺（NHS）和5 mmoL PGE₂室温避光搅拌4 h,使PGE₂发生羧基的活化反应,随后使用1.8 ml三乙胺对1 mmoL 4臂氨基修饰的聚乙二醇（4arm-PEG-NH2）进行脱盐酸保护处理,缓慢滴入反应体系,室温避光反应24 h,透析并冷干后,即得聚乙二醇修饰的前列腺素E₂（4arm-PEG-PGE₂）。采用基质辅助激光解析与离子化时间飞行质谱（MALDI-TOF）和红外光谱（FT-IR）检测聚乙二醇修饰的前列腺素E₂的合成是否成功,通过动态光散射（DLS）和透射电镜（TEM）观察4arm-PEG-PGE₂的粒径大小、分散性以及形态等化学特性。行细胞实验检测聚合物的细胞毒性、溶血性,确定4arm-PEG-PGE₂的安全性。实施动物试验,在大鼠体内进行药代动力学实验,验证聚乙二醇修饰的前列腺素E₂的半衰期,相对前列腺素E₂本身是否有明显延长。进一步通过细胞试验检测聚合物对心肌细胞缺氧模型细胞存活率、凋亡率、细胞形态以及乳酸脱氢酶（LDH）、caspase-3释放与活性的影响,以期验证4arm-PEG-PGE₂对心肌细胞缺氧模型的保护作用。利用激光共聚焦显微镜（CLSM）观察聚合物的心肌靶向效果,并且通过荧光分光光度计验证竞争性抑制试验中聚合物进入细胞的途径,从而综合评估4arm-PEG-PGE₂对心肌细胞缺氧模型的保护作用及可能机制。结果:1、通过MALDI-TOF和FT-IR检测结果可知聚合物4arm-PEG-PGE₂的平均分子量为6175.682,且红外光谱有聚合物特征峰酰胺键及PGE₂的双键、羰基、亚甲基相对应的峰出现,因此,聚合物4arm-PEG-PGE₂合成成功。而通过DLS和TEM可见聚合物为分散较为均一的球形,且平均粒径为224.2±4.063 nm。2、对4arm-PEG-PGE₂进行细胞毒性试验,观察到NIH3T3和H9c2细胞的细胞存活率均大于80%,证明4arm-PEG-PGE₂具有良好的生物相容性。而体内溶血性试验证实不同浓度的聚合物对红细胞均无溶血作用,证明4arm-PEG-PGE₂对人体无毒害作用。3、通过大鼠体内药代动力学实验,验证聚乙二醇修饰的前列腺素E₂的半衰期明确相较前列腺素E₂本身半衰期30 s左右明确延长,长达19.3±2.43 h。4、采用MTT法检测4arm-PEG-PGE₂对心肌细胞缺氧模型存活率的影响,发现不同浓度聚合物不仅使缺氧模型的细胞存活率均有显著提高,还能够使心肌细胞的数量、形态及细胞核的形态均有改善。采用流式细胞仪检测不同组别H9c2细胞的凋亡率发现,相较于缺氧模型,125μg/mL和250μg/mL的4arm-PEG-PGE₂作用的缺氧细胞的凋亡率均显著降低。而LDH的释放经过聚合物的干预后释放量明显减少,凋亡相关蛋白caspase-3的活性则相应降低。5、激光共聚焦成像（CLSM）观察荧光标记的聚合物于共培养3 h、8 h、24h在H9c2细胞和NIH3T3细胞内的聚集程度有显著差异,三个时间段H9c2细胞核周围及内部的绿色荧光强度均显著强于NIH3T3细胞,说明4arm-PEG-PGE₂对心肌细胞确实有靶向作用。而通过竞争性抑制试验,可以观察到PGE₂能够抑制聚合物进入细胞,说明聚合物也是通过受体介导的胞吞作用进入细胞。结论:PEG修饰的PGE₂具有稳定的化学特性和良好的生物相容性,半衰期延长至19.3±2.43 h,显著提高其生物利用度,并且明显改善H9c2细胞缺氧模型的细胞存活率、凋亡率及形态,从分子层面降低LDH的释放与caspase-3的活性。同时研究结果发现,4arm-PEG-PGE₂对心肌细胞有靶向治疗作用。因此,PEG修饰的PGE₂可以通过心肌细胞表面EP4受体介导的胞吞作用抑制心肌细胞凋亡,从而实现保护缺氧损伤的心肌细胞。