近年来,世界范围内肿瘤的发病率和死亡率均呈上升趋势,严重威胁人类生命健康。目前肿瘤的治疗方法主要有手术治疗、放疗、化疗等,但仍存在侵入性较大、副作用较强、易引发耐药等问题。因此,亟需探索和发展更安全高效的肿瘤治疗方法。一氧化碳（Carbon monoxide,CO）作为一种内源性信号分子,参与调控体内多种细胞信号通路,影响组织细胞生理生化功能,甚至可以直接杀伤肿瘤细胞,是一种极具前景的抗肿瘤药物分子。然而CO分子具有易于扩散的理化性质和较大的系统毒性,严重限制了其抗肿瘤应用。纳米前药可利用刺激响应性纳米药物载体负载前体药物构建纳米粒,通过时空可控的靶位点药物释放和激活,能显著提高药物的靶向性和有效性,并避免毒副作用。其中,光响应性纳米药物载体具有远程、安全、靶向、高效、副作用小等优点,可用于实现CO的响应性释放;同时,光照产生的光治疗效应还可直接诱导肿瘤细胞的凋亡或坏死,与CO治疗协同增效,显著提高肿瘤治疗效果。因此,本研究采用临床批准的人血清白蛋白作为纳米药物载体,同时包载光敏剂IR780（IR）和一氧化碳前药BW-CO-103（BW）,构建光响应性一氧化碳纳米前药BW/IR-NPs。经静脉给药靶向至肿瘤部位后,利用近红外光照激发CO的可控定点释放,并在光治疗的协同作用下,实现肿瘤的高效治疗,为基于一氧化碳的肿瘤治疗方法提供新的策略。本文共分为以下四个章节:第一章:本研究的背景、目的与意义。本章简述了癌症的治疗现状;介绍了纳米药物载体并着重介绍了光响应性纳米药物载体;总结了 CO在癌症治疗中的应用;并基于以上研究背景提出本文的课题设计,包括立题依据、设计思路和研究内容。第二章:BW/IR-NPs的制备与表征。本章通过筛选投料比、油水比、超声时间等制备条件,制备得到大小均一的球形BW/IR-NPs。该纳米前药具有良好的粒径稳定性和载药稳定性,非光照条件下不泄露CO。此外,BW/IR-NPs显示优越的光热升温效应及较高的光热转换效率,有利于实现光照激发CO释放及协同增效CO治疗。体外CO释放实验表明,BW/IR-NPs可实现CO的光照响应性释放,具有在肿瘤部位定时定点按需释放CO的潜力。第三章:BW/IR-NPs的体外细胞水平研究。本章通过研究BW/IR-NPs对肿瘤细胞的毒性作用,考察了纳米前药的体外抗肿瘤活性。BW/IR-NPs具有时间依赖性细胞摄取行为,非光照条件下对细胞无明显毒性作用。但是BW/IR-NPs被摄取后经激光辐照,可以在细胞内释放CO,降低线粒体膜电位,诱导线粒体衰竭,产生大量活性氧（Reactive oxygen species,ROS）,使肿瘤细胞严重损伤。此外,释放的CO还可以诱导免疫原性细胞死亡（Immunogenic cell death,ICD）,具有协同增强肿瘤免疫治疗的效果。第四章:BW/IR-NPs的体内抗肿瘤机制研究。本章通过建立小鼠乳腺癌及小鼠胰腺癌肿瘤模型,考察了 BW/IR-NPs的体内抗肿瘤效果及治疗机制。BW/IR-NPs具有良好的肿瘤靶向性,尾静脉注射给药后24 h在肿瘤内蓄积量最多,此时对肿瘤进行激光辐照,可以实现CO在肿瘤部位的响应性释放,联合光热效应,达到肿瘤CO/光热协同治疗的效果。此外,CO具有降解细胞外基质的能力,可以促进BW/IR-NPs及其他联合治疗的药物在肿瘤部位深部渗透;CO还可以引起免疫原性细胞死亡,提高PD-L1抑制剂的抗肿瘤效果。综上所述,本课题成功制备了光响应性一氧化碳纳米前药BW/IR-NPs,实现了光响应性CO的可控释放,提高了 CO在肿瘤部位的递送效率,达到了肿瘤CO/光热协同治疗的目的,有效抑制了肿瘤生长,具有重要的理论意义和应用价值。