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细胞穿膜肽(Cell-Penetrating Peptide，CPP)可以携载大分子药物跨膜运输到细胞内发挥其药理活性，含有肝素结合域(Heparin-Binding Domain，HBD)的蛋白质具有与细胞表面肝素/硫酸乙酰肝素(HS)多糖结合的能力从而可以进行内吞进入细胞，如来源于胰岛素样生长因子、人类肝素结合样表皮生长因子的HBD等都已被成功地开发为细胞穿膜肽。 人中期因子Midkine(MK)也是一种具有HBD的生长因子，能够促进多种细胞的生存、迁移、分化和基因表达，其HBD结构与经典穿膜肽的结构特征相似，由富含碱性氨基酸序列的结构域HMD（TKPCTPKTKAKAKAKKGKGKD）组成。本文选择MK的HMD结构域为研究对象考察其是否具有携载大分子蛋白进入细胞的能力。 首先，构建HMD与增强型绿色荧光蛋白(EGFP)的融合表达载体，进行融合蛋白EGFP-HMD的表达与纯化，通过荧光显微镜和流式细胞术分析其蛋白转运活性，实验结果表明EGFP-HMD能够穿膜进入HeLa细胞中，并且其跨膜转运效率比经典穿膜肽Tat高了约4倍，表明HMD是一种新型的高效细胞穿膜肽。 为了阐明HMD携载大分子蛋白穿膜进入细胞的机理，本文从HMD穿膜动力学（穿膜效率与时间及浓度的关系）、穿膜细胞谱以及穿膜途径等方面进行了研究。结果表明:1.HMD转导EGFP进入HeLa细胞具有对时间和浓度的依赖性;2.荧光观察显示HMD能够将EGFP高效运输进入多种肿瘤细胞(HeLa、95D、A549、MGC803)，但几乎不能进入正常细胞（MRC-5），即具有对肿瘤细胞和正常细胞穿膜效率的明显差异，显示了HMD具有与一般穿膜肽不同的穿膜性质;3.通过肝素钠等多种内吞途经抑制剂对HMD跨膜途经抑制分析，推测HMD可能通过与细胞表面硫酸乙酰肝素蛋白聚糖(HSPGs)相互作用随后依赖于包括小窝蛋白和巨胞饮介导的多种内吞途经进入细胞。对影响HMD穿膜效率的的各种突变体的研究表明:HMD中的碱性氨基酸对其穿膜活性具有重要贡献;结构模拟推测HMD结构中α-螺旋结构两端的氨基酸残基中存在与细胞表面HSPGs相互作用的结合位点，对HMD的穿膜可能也具有重要作用。 论文进一步考察HMD是否能将多种抗肿瘤药物如苦瓜蛋白(MAP30)、α-苦瓜素(α-MMC)以及天花粉(TCS)运输到细胞内发挥其药理活性，MTT实验结果显示融合了HMD的各种抗肿瘤药物对肿瘤细胞的毒性显著提高，如MAP30-HMD对HeLa、MGC803的细胞毒性比单独的MAP30分别提高了6.07、5.42倍;α-MMC-HMD对两种肿瘤细胞的细胞毒性比α-MMC分别提高了9.52、7.04倍;TCS-HMD比单独的TCS的细胞毒性分别提高了46.12、9.81倍;而融合了HMD的三种抗肿瘤药物对正常细胞MRC-5的毒性并没有增加，依然保持了对正常细胞低毒性的特征。 本文成功鉴定了一种高效的新型细胞穿膜肽HMD，可以携载多种抗肿瘤药物进入肿瘤细胞内发挥药效，对HMD穿膜性质、穿膜的分子机制及其在抗肿瘤药物运输中应用的研究结果将促进药物运输载体HMD在肿瘤治疗中的应用。