肝癌发病隐匿、异质性高、对放疗与化疗不敏感,因此传统方法难以实现有效的治疗。磁热治疗及声动力治疗具有无限组织穿透深度、微无创的特点,克服了光学治疗的应用瓶颈,具有治疗深部原位肝癌的潜力,但是目前均缺乏安全高效的敏化剂。以蛋白质为基础的纳米制剂具有生物相容性好、生物活性高、易功能化改造、成本低等特点,并且能有效避免放化疗引起的副作用。鉴于纳米技术在肿瘤诊疗中的应用优势,我们设计了以蛋白质为核心的纳米磁热敏剂与声敏剂,并分别探究了其在原位肝癌诊疗中的应用,也为蛋白基纳米药物的发展带来新的思路。本论文主要内容概括如下:第一章,我们归纳了蛋白类药物在肿瘤中的研究现状,并详细介绍了不同种类的蛋白药物。系统介绍了分子影像技术的发展及新兴治疗手段在肿瘤治疗中的优势与发展瓶颈。我们针对原位肝癌的特点,通过对不同蛋白质材料特性、功能的考察,确定了发展蛋白基纳米材料,以解决磁热治疗与声动力治疗的发展瓶颈,实现原位肝癌高效率治疗的研究课题。第二章,我们利用基因工程技术克隆重组了储铁蛋白纳米笼encapsulin,通过仿生矿化技术得到磁性蛋白纳米笼eMIONs,并考察了其磁学性能。研究发现eMIONs的晶核直径约22nm,是FeO@Fe3O4多晶结构,其晶化程度近100%。在磁场作用下具有剩磁效应,eMIONs的磁场特异性吸收速率高达2 390 W/g,是临床所用磁热敏剂菲立磁（115 W/g）的20倍,因此eMIONs是一种性能优异的磁热敏剂。eMIONs也具有核磁共振成像T2造影的功能,可以指导精准的磁热治疗。此外,研究发现eMIONs是一种类过氧化氢酶,并且磁场作用会使其催化效率提升44%。因此eMIONs不仅是一种优异的磁热敏剂,也是一种磁响应的纳米酶,有望实现MRI指导的原位肝癌高效磁催化治疗。第三章,我们探究了 eMIONs在原位肝癌诊疗中的效果。研究发现eMIONs一方面通过磁热作用促进肿瘤细胞发生凋亡,另一方面利用磁场增强的类过氧化氢酶催化作用,大幅降低肿瘤细胞乏氧因子HIF-1α及生长因子VEGF表达,从而实现磁热-催化作用抑制肝癌生长,将小鼠生存期延长了近一倍。证明我们通过基因工程技术及仿生策略制备的eMIONs成功突破磁热治疗的瓶颈,并拓展其应用,实现原位肝癌的有效治疗,为后续的研究带来新的研究思路。第四章,基于声动力治疗的优势及发展瓶颈,我们创新性的发展了肝癌及线粒体高特异性双靶向纳米蛋白声敏剂（NGR@mNPs）。首先,我们将线粒体靶向多肽TMD与荧光蛋白SuperNova融合表达（mSN）,然后将mSN高效负载于SPIO-PEI纳米颗粒上,实现mSN蛋白纳米化（mNPs）,最后利用肝癌高特异性转基因红细胞膜纳米囊泡（NGR-NV）包裹mNPs,制备得到双靶向纳米蛋白声敏剂（NGR@mNPs）。NGR@mNPs通过NGR-NV高效率富集到肝癌病灶后,SPIO-PEI协助mSN实现溶酶体逃逸,特异性靶向到线粒体。mSN蛋白先通过类过氧化氢酶作用催化线粒体部位的双氧水产生氧气,然后在超声作用下,将氧气转化为氧自由基,高效的损伤线粒体,引起肿瘤细胞凋亡,从而实现高效的肝癌治疗。