电中性PAMAM dendrimer与肺表面活性剂相互作用的分子动力学模拟

随着纳米材料的广泛应用，纳米材料的生物学效应亦得到了越来越多的关注。大量的研究表明，纳米材料可随空气经呼吸道进入肺部，甚至抵达肺泡。肺表面活性剂是肺泡的一个重要组分结构，其对稳定肺泡的功能起重要作用。然而，纳米材料的介入对肺表面活性剂结构和功能的影响则鲜有分子层面上的研究结果。因而，我们构造了PAMAM dendrimer（一种较广泛应用于生物医学相关领域的“明星”纳米材料）与模型肺表面活性剂相互作用的仿真模型（Fig.1），运用分子动力学模拟研究了随空气进入肺泡的电中性PAMAM dendrimer与模型肺表面活性剂的相互作用过程。我们首先考察了呼气过程，研究表明不同代（G3，G5，G7）的电中性PAMAM dendrimer对模型肺表面活性剂的影响差异较大。G3 PAMAM dendrimer对模型肺表面活性剂的影响较小，G5、G7则促使模型肺表面活性剂产生较大形变的结构并且抑制气液界面上的表面活性剂分子在呼气过程中的正常相变（Fig.2，Fig.3）。肺表面活性剂相关的模拟工作将继续提供更多分子层面上的结构和动力学信息，以促进肺表面活性剂结构和功能缺失相关疾病的机理解释。

Xubo Lin, Yang Li, Ning Gu.Molecular dynamics simulations of the interactions of charge-neutral PAMAM dendrimers with pulmonary surfactant. Soft Matter, 2011, Soft Matter, 2011, 7, 3882–3888

Fig.1 PAMAM dendrimer与模型肺表面活性剂相互作用的仿真模型

Fig.2 呼气过程中肺表面活性剂的正常相变过程

Fig.3 不同代电中性PAMAM dendrimer（G3、G5、G7）作用下界面肺表面活性剂分子的相变情况