靶向治疗的概念大约在一个世纪前由德国细菌学家Paul Ehrlich提出，意指在一定导向机制作用下，将药物靶向传递到特定细胞或组织，从而提高药物的局部浓度，在达到较好治疗效果的同时减少药物对正常细胞的毒副作用。目前的靶向治疗主要应用于恶性肿瘤的治疗，美国国立卫生院（NIH）下的国立癌症研究所给它的定义为：靶向治疗是一种治疗手段，它可以使药物或者其它物质识别和攻击特定的癌细胞，但并不损伤正常细胞。因此，靶向治疗能够有效地治疗癌症。靶向型药物传递系统为癌症的治疗提供了一条理想的给药途径。磁靶向是指在外界磁场的引导作用下将药物或者基因载体传递到靶向位点，它改善了当前药物传递和基因转染方面的技术。磁性四氧化三铁纳米粒子由于具有易合成、尺寸小、低毒性和独特的超顺磁性等优点，因而在生物学方面被广泛的研究；并且被美国食品和药物监督管理局批准用于疾病的成像。近几年的研究显示，四氧化三铁纳米粒子在各种药物的靶向传递方面具有潜在的应用价值。超顺磁性四氧化三铁纳米粒子可以被装载进药物载体系统，在外界磁场的引导下促进药物载体系统到达靶向区域。因此利用超顺磁性四氧化三铁纳米粒子传递抗癌药物和基因具有潜在的临床意义。超顺磁性四氧化三铁纳米粒子可以和两亲性嵌段共聚物MPEG-PLGA联合应用于抗癌药物传递。两亲性嵌段共聚物的浓度在临界胶束浓度以上时可以自组装成核壳结构的纳米胶束，并且它们具有一些独特的性质，包括：纳米级尺寸、生物相容性、可生物降解性、无免疫原性、功能化内核以及易于制备。胶束具有疏水性内核可以作为有效的纳米容器将疏水性物质通过疏水相互作用包覆，这使得它们可以作为纳米载体用于包覆和传递水不溶性因子，如抗癌药物吴茱萸碱、紫杉醇、喜树碱以及超顺磁性四氧化三铁纳米粒子等，并能够进一步改善它们在水溶液中的水溶性。此外，胶束疏水性内核外面的亲水性外壳可以有效的避免胶束的聚集、沉淀和网状内皮系统的清除，同时还能够延长药物血液循环的时间。因此，两亲性嵌段共聚物自组装成的核壳结构作为药物传递系统，可以增强抗癌药物的水溶性，改善它们在癌症化学疗法中的治疗效果，同时也展现了这种胶束在生物医学方面的潜在应用价值。超顺磁性四氧化三铁还可以和阳离子聚合物聚乙烯亚胺（PEI）、PLGA联合应用于基因传递。聚乙烯亚胺作为一个非病毒载体，在1995年就已经被用于基因传递系统。该载体具有压缩质粒和通过质子海绵效应在溶酶体中逃逸的优点，因此逐渐成为极具开发潜力的药物载体之一，并受到众多科研人员的关注。此外，PEI具有很高的阳离子电荷密度，可以吸附带有负电荷的DNA分子形成纳米粒子络合物，并且同样能够与带有负电荷的细胞膜发生相互作用，进而使其通过胞吞作用进入细胞；于此同时，PEI还可以有效地保护DNA，防止核酸内切酶对基因的降解。目前，大量的支链PEI，如25kbPEI，作为基因载体在DNA传递方面得到了广泛的研究。25kbPEI具有较高的转染效率，但是其较强细胞毒性和在血液中聚集的缺点限制了它在临床上的应用，然而可以通过封闭PEI的氨基基团来降低它的细胞毒性。因此，对PEI进行修饰和改性，从而获得具有高转染效率和低细胞毒性的基因载体，有望为基因传递系统的研究提供新的策略。本论文中，我们将超顺磁性Fe₃O₄纳米粒子的磁靶向性应用在抗癌药物装载和基因装载两个方面，并深入探讨了这两种载体在生物学活性方面所发挥的功效，获得以下创新性研究成果：1.我们开发了一种具有磁靶向的磁性纳米药物载体（SPION-evodiamine-loadednanocarrier），该载体主要应用于疏水性抗癌药物吴茱萸碱（Evo）的靶向传递。我们通过溶剂挥发法将两亲性嵌段共聚物MPEG-PLGA在超声作用下自组装成核壳结构胶束，其中磁性纳米粒子Fe₃O₄和抗癌药物吴茱萸碱（Evo）共同装载进胶束的疏水性内核，同时，胶束外的亲水性外壳赋予了载体良好的水溶性和溶液稳定性。此外，我们制备的磁性纳米药物载体具有良好的载药量（8.61±0.73%）和相对较高的包封率（40.36±3.42%）。进一步，我们从载体的粒径、形貌、药物释放以及磁靶向等方面对MPEG-PLGA/Fe₃O₄载体的物理性质进行了系统的表征。随后，利用人源宫颈癌细胞HeLa测定了细胞对磁性纳米药物载体的吸收能力、细胞毒性和促凋亡活性。最后，我们通过昆明小鼠肿瘤模型对磁性纳米药物载体的体内抗肿瘤活性进行了评估。结果表明，磁性纳米药物载体在药物靶向性传递以及体内外抗肿瘤活性方面均展现出较好的功效，并且具有良好的安全性，尤其是在体内抗肿瘤活性方面，磁性纳米药物载体显著优于游离药物。我们的研究为设计抗癌药物传递系统提供了有力的参考，同时也为解决疏水性抗癌药物的临床应用限制提供了新的策略。2.制备了一种基于超顺磁性纳米粒子的基因载体。我们首先制备了磁性纳米微球PLGA/Fe₃O₄，利用PEI的氨基基团与PLGA（50/50）的羧基进行偶联反应，将PEI修饰到PLGA/Fe₃O₄纳米微球的表面。通过动态光散射，Zeta电位分析和红外光谱显微镜等对PEI-PLGA/Fe₃O₄磁性微球的物理性质进行了表征。结果显示，PEI-PLGA/Fe₃O₄纳米微球的粒径为279.2±19.5nm，大于磁性纳米微球PLGA/Fe₃O₄（185.4±4.9nm），并且它们均具有较窄的分散性；PEI-PLGA/Fe₃O₄纳米微球的电位为22.67±2.29mV，而PLGA/Fe₃O₄纳米微球为-20.03±2.61mV。这表明，我们通过共价连接成功将bPEI连接到了PLGA/Fe₃O₄纳米微球的表面。MTT结果显示，经PLGA/Fe₃O₄修饰的PEI载体显著降低了PEI的细胞毒性。进一步，我们通过绿色荧光蛋白（GFP）在细胞内的表达量，考察了携带GFP外源质粒的PEI-PLGA/Fe₃O₄纳米微球的转染效率。结果表明，相对于PEI，PEI-PLGA/Fe₃O₄纳米微球的转染效率有一定增强。以上这些研究数据表明：PEI-PLGA/Fe₃O₄纳米微球是一个极具发展潜力的基因载体。