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两性霉素B是一种广谱性抗真菌多烯类药物,它与真菌细胞膜的麦角甾醇结合,在膜上形成孔洞,使得细胞内重要的生命物质外漏,有毒物质内渗,从而使真菌生命力下降甚至死亡,由此达到杀真菌的作用。而两性霉素B与哺乳动物细胞膜上存在的甾醇（胆固醇）分子也容易结合,破坏细胞膜,从而产生毒副作用。这种毒副作用非常严重,特别是肾毒性,长期使用该药物还会导致肾及循环系统的损害,表现为蛋白尿、氮质血症、低血钾、贫血等,故极大地限制了两性霉素B在临床上的应用。虽然,近年来已将两性霉素B制成脂质体药剂应用于临床治疗,但其对宿主细胞的毒性仍然很大。因此,两性霉素B的分子作用机制以及其细胞毒性机理已成为一个重要的科学问题。两性霉素B的抗真菌活性依赖于细胞膜上的甾醇类物质,其与甾醇类物质在细胞内膜形成孔洞（或者离子通道）。这种孔洞影响正常的生理离子运输,特别是钾离子的运输。两性霉素B的这种离子通道活性不仅与甾醇有关,也和其它膜成分间的相互作用有关。与不饱和磷脂相比,两性霉素B与饱和磷脂的相互作用更强。有些学者认为两性霉素B的抗真菌活性与其在细胞膜上的聚集有关,而且钙离子对其聚集程度产生一定的影响。高钠盐的摄入可能降低两性霉素B对哺乳动物细胞的毒性。本课题从饱和磷脂DPPC膜与含有胆固醇的DPPC膜两大膜体系入手,研究两性霉素B在钾、钠或钙金属离子环境下与膜的相互作用。不仅研究了两性霉素B在含有或者不含胆固醇的膜上的活性有何不同,而且也研究了不同的单一金属阳离子对它与这两种膜相互作用的影响,旨在揭示两性霉素B对哺乳动物细胞膜毒性的机理,以及钾、钠、钙离子对其细胞毒性有何影响,这对降低细胞毒性,扩展该药物的应用具有一定的意义。第二章和第三章主要利用Langmuir单层膜模型系统从热力学角度研究了不同金属阳离子对两性霉素B与DPPC界面膜及Chol/DPPC界面膜的相互作用。通过表面压力-单分子面积曲线计算出体系的过量吉布斯自由能、焓变和熵变以及弹性模量,结果表明:（1）不同的金属阳离子对不同比例的AmB/DPPC混合单层膜的相变产生影响。当XAmB=0.7时,与无金属离子情况相比,钙离子的存在使AmB/DPPC混合单层膜的相变处表面压力和相应的弹性模量明显增大,这与钾离子或钠离子存在时的现象明显不同。钾离子或钠离子存在时,与无金属离子相比,相变处表面压力减小,相应弹性模量稍微增大。不同金属离子存在时,混合单层膜发生相变时的膜成分AmB和DPPC摩尔比例不同。AmB/DPPC混合单层膜发生相变所需两性霉素B的摩尔比例在不同金属离子环境中由大到小依次为钠离子>水>钾离子>钙离子环境。（2）无AmB时,Chol/DPPC二元混合单层脂膜处于液相-凝胶相共存态,而系统中加入AmB后,AmB/Chol/DPPC三元混合单层膜处于液态,并发生相转移,系统中出现液态凝聚相。因此,AmB的加入,可以诱导Chol/DPPC脂单层膜物理相态的变化,使凝胶相消失,出现液态凝聚相。（3）过量吉布斯自由能和二维位力物态方程理论系数分析知,Chol/DPPC二元混合单层膜和AmB/Chol/DPPC三元混合单层膜体系中分子间的相互作用力都主要表现为引力。但是AmB的加入,使单层膜体系中分子间的相互作用力减弱。并且与无金属离子相比,各金属离子的加入也使得混合膜体系中的分子间相互作用力减弱,而且这种作用力削弱程度因金属离子种类的不同而不同。另外,脂质体双层膜模型已经被广泛地应用于不同的细胞生物化学和生物物理研究,其最大优势在于脂质体可以包含各种不同的膜活性物质进入脂双层,形成人工膜结构。脂质体模型膜系统为理解生物系统的复杂生命活动提供了一个有效的研究方法。因此,第四章和第五章利用脂质体人工双层膜模型系统,用NBD基团分别位于亲水头部和疏水尾部的荧光脂探针NBD-PE和6-NBD-PC标记AmB/DPPC脂质体,通过红移效应来研究探针所处膜微环境的变化,通过稳态荧光和瞬态荧光来研究不同金属离子对荧光探针在脂质体双层膜微环境中荧光偏振及荧光寿命的影响,来探究AmB/DPPC双层膜的亲水膜区域和疏水膜区域受不同金属离子的影响,结果表明:（1）比较有和无胆固醇两种脂质体体系,钠离子环境下,胆固醇加入后,亲水和疏水区域有序性均降低,钙离子环境下恰恰相反,胆固醇加入后,亲水和疏水区域有序性均增大。而钾离子环境下,胆固醇的加入,使脂质体膜亲水区域有序性增大,疏水区域有序性减小。对比有和无胆固醇脂质体体系中荧光脂的REES值,可知加入胆固醇后,不同条件下均降低,说明胆固醇的加入使脂质体中疏水区酰基链的侧向包裹能力增大。（2）从某种角度讲,这些金属离子对胆固醇的作用产生了一定的影响。在AmB/Chol/DPPC脂质体膜体系中,胆固醇分子与两性霉素B分子形成复合物,与膜上其他分子相互作用。胆固醇诱导NBD基团向更深区域定位,说明胆固醇增强了膜的包裹能力。这一现象同时受到钾、钠和钙离子的影响。对于胆固醇对膜亲水区域的影响,钾离子无明显作用,钠离子略有抑制作用,而钙离子起促进作用。然而,对于胆固醇对疏水区域的影响,钾离子起到抑制作用,而钠离子和钙离子均起到促进作用。已有报道说明高钠盐的摄入可能改善AmB对病人的细胞毒性,这也许与钠离子对胆固醇增强膜包裹能力的促进作用相关。（3）这些金属离子对胆固醇作用的影响也许与其在膜上的离子运输方式相关。胆固醇与AmB形成的孔洞具有高钾离子通透性,胆固醇存在时,钾离子主动通过膜进入脂质体内部。但是,钠离子和钙离子通过被动运输由高浓度向低浓度穿过膜进入脂质体内部。并且,钙离子具有维持生物膜稳定性的特殊作用。两性霉素B药物进入人体后,与细胞膜上胆固醇结合形成孔洞,同时受到细胞内不同生命金属离子的不同影响,这可能与其离子运输方式不同相关。