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1、壳聚糖纳米粒与细胞相互作用的机制研究郑爱萍a,b刘会雪a袁兰c孟萌a王坚成a张烜a张强a,d*a北京大学药学院b军事医学科学院毒物药物研究所c北京大学医学分析中心d国家天然与仿生药物重点实验室中文摘要：目的：探讨壳聚糖纳米粒与细胞间相互作用的机制，并阐明其与壳聚糖分子作用机制的异同。方法：以Caco-2细胞为细胞模型，考察壳聚糖纳米粒和壳聚糖分子的经细胞摄取机制，并采用激光共聚焦技术观察骨架蛋白F-actin及紧密连接蛋白Zo-1的结构变化，进一步运用FTIR技术、Raman技术及荧光偏振技术考察对壳聚糖纳米粒和壳聚糖分子对细胞膜流动性的影响以及利
2、用SPR技术实时检测纳米粒与细胞的相互作用。结果：壳聚糖纳米粒经Caco-2细胞的摄取与壳聚糖的分子量和脱乙酰度密切相关，即壳聚糖的分子量越大，脱乙酰度越高，则壳聚糖纳米粒经细胞的摄取量越大。壳聚糖分子经Caco-2细胞的摄取仅与壳聚糖的脱乙酰度有关，而壳聚糖的分子量不能影响其摄取。激光共聚焦显示壳聚糖纳米粒能够与细胞发生相互作用，并且纳米粒通过穿细胞途径进入细胞。此外，壳聚糖纳米粒主要存在于Caco-2细胞单层的顶端，难以到达基底端，而壳聚糖分子仅吸附于绒毛层，不能向壳聚糖纳米粒那样插入膜内。对于紧密连接蛋白，壳聚糖及壳聚糖纳米粒能够造成F-ac
3、tin环的缺失，使得F-actin环显示不连续，并能使紧密连接上的ZO-1蛋白解散，并且壳聚糖纳米粒的作用强度大于壳聚糖分子。傅立叶红外光谱法（FTIR），激光拉曼光谱法（Raman）和荧光偏振法的结果表明壳聚糖纳米粒能增加膜脂的流动性，降低膜的微粘度，改变膜蛋白构象，这些作用都有利于药物的跨细胞转运。SPR技术表明壳聚糖纳米粒或壳聚糖分子与C6细胞间具有很强的相互作用，折射率变化较大，在作用30min内，SPR信号升高并且具有浓度依赖性。结论：壳聚糖纳米粒是口服给药系统的优良载体，壳聚糖纳米粒与壳聚糖分子的作用机制不同。关键词：壳聚糖纳米粒Cac
4、o-2细胞相互作用资金项目：国家自然科学基金(No.30430760).作者简介：郑爱萍女博士通讯作者：张强男教授博士导师E-mail：zqdodo@bjmu.deu.cnStudyontheMechanismofInteractionsbetweenChitosanNanoparticlesandLiveCellsAipingZheng,abHuixueLiu,aLanYuan,cMengMeng,aJianchengWang,aXuanZhang,aandQiangZhanga,d,*aSchoolofPharmaceuticalScience
5、s,PekingUniversity,Beijing100083；bInstituteofPharmacologyToxicology，theAcademyofMilitaryMedicalSciences,Beijing100850；cMedicalandHealthyAnalyticalCenter,PekingUniversity,Beijing100083；dStateKeyLaboratoryofNaturalandBiomimeticDrugs(PekingUniversity),Beijing100083.ABSTRACTObject
6、ive:Studyonthemechanismofinteractionbetweenchitosannanoparticles(CS-NPs)andcells,alsotoelucidatethesimilaranddifferencebetweenCS-NPsandchitosan(CS)molecules.Methods:Caco-2monolayerwasselectedasmodelcell,cellularuptakesofCS-NPsandCSmoleculeswerecarriedoutinordertoevaluatetheeff
7、ectsofmolecularweightanddegreeofdeacecylation.Inlaserconfocalscanningmicroscope(LCSM)study,theeffectsofCS-NPsorchitosanmoleculesonthecellskeletonprotein(F-actin)ofCaco-2cellswerecarriedout.SomephysicochemicalmethodswereusedtoexplorethemechanismofCS-NPsactingonCaco-2cells,inclu
8、dingFouriertransformedinfraredspectroscopy(FTIR),Ramanspectru
