阿尔茨海默病是发病率较高的神经系统退行性疾病,临床表现为记忆力减退、进行性认知功能衰退,同时伴有各种精神行为异常和人格改变,严重影响患者的生活质量。有资料表明,继心脏病、恶性肿瘤、脑卒中后,阿尔茨海默病已经成为老年人死亡的第四大杀手。关于阿尔兹海默症的致病机理,普遍认为是β-淀粉样蛋白通过与细胞膜的相互作用,诱导细胞产生毒性。但是关于两者相互作用的机制仍有很多关键问题没有解决,因此有必要深入了解β-淀粉样蛋白与细胞膜的作用方式以及影响因素。本文将从细胞膜的机械力学特性着手,研究细胞膜机械力学性能变化对β-淀粉样蛋白和细胞膜作用的影响。本文使用的β-淀粉样蛋白为Aβ1-42,选取POPC磷脂膜模拟细胞膜,通过在磷脂膜中添加胆固醇调节磷脂膜的力学性能。测量两者作用前后磷脂膜的力学特性,研究了两者相互作用对磷脂膜力学性能的影响。实验结果表明,POPC膜中胆固醇含量增加时,膜的压穿力增大,即膜弹性增加。当POPC磷脂膜与Aβ1-42作用后,由于Aβ1-42破坏了磷脂膜的表面结构,导致磷脂膜的压穿力降低,即膜的弹性降低。与纯的POPC磷脂膜相比,胆固醇摩尔浓度为10%POPC磷脂膜与Aβ1-42作用时,POPC磷脂膜更容易被破坏,这是因为加入胆固醇提高了POPC膜的ZETA电位,增强膜与Aβ1-42之间的静电作用,因此膜被破坏的更严重。但是胆固醇摩尔浓度为20%和30%时,Aβ1-42对POPC磷脂膜的破坏反而减弱。这是因为POPC膜中的胆固醇含量更高时,虽然膜与Aβ1-42的静电作用增强了,但是POPC磷脂膜中原子间作用也增强了,膜的刚性和稳定性更强,增强的静电作用不足以破坏POPC磷脂膜。本文还利用原子力显微镜表征POPC磷脂膜与Aβ1-42作用前后表面结构的变化情况,纯的POPC磷脂膜和胆固醇摩尔比例为10%的POPC磷脂膜与Aβ1-42作用后,磷脂膜表面均出现孔洞结构,此时Aβ1-42与磷脂膜的作用方式为“洗涤剂作用”模式。POPC磷脂膜中胆固醇摩尔含量为10%时,两者作用后磷脂膜表面孔洞的数量增多且孔洞直径增大,说明Aβ1-42对磷脂膜的破坏效果更强。胆固醇摩尔含量为20%的POPC磷脂膜与Aβ1-42作用后,部分Aβ1-42提取了磷脂双分子层中的磷脂分子,在膜上形成孔洞结构,部分Aβ1-42以球状寡聚体的形式聚集在POPC磷脂膜表面,此时Aβ1-42与POPC磷脂膜的作用方式既存在“洗涤剂作用”模式,又存在“地毯模式”。胆固醇摩尔含量为30%的POPC磷脂膜与Aβ1-42作用后,表面未出现明显向下的凹陷,Aβ1-42主要以球状寡聚物的形式聚集在磷脂膜表面,此时Aβ1-42与POPC磷脂膜的作用方式主要为“地毯模式”。综上所述,细胞膜机械性能的变化是导致β-淀粉样蛋白攻击细胞膜的重要原因。本论文研究对深入理解β-淀粉样蛋白的毒性机理有重要理论价值。