恶性肿瘤（癌症）由于生长快、易转移的特点,其发病率和死亡率一直居高不下,已经成为严重威胁人类健康的主要公共卫生问题之一。传统的治疗手段,如手术、放疗和化学药物治疗等方法往往存在靶向性差、副作用大、肿瘤组织切除不完全、复发率高等问题。因此,发展新型癌症治疗方式,在不影响正常组织的情况下有效杀死肿瘤细胞具有重要意义。近年来,利用外部刺激诱导细胞表面受体相互聚集,激活细胞内凋亡信号通路,重建肿瘤细胞的凋亡信号传递系统,触发肿瘤细胞凋亡,成为癌症治疗中一种新型有力的手段。但目前所研究的细胞膜受体种类十分有限,并且大部分研究只针对某一种疾病,不具备通用性,无法实现广谱的抗肿瘤治疗。此外,用于受体聚集调控的材料往往存在作用时间短、稳定性差、易內吞等问题。因此,本文从发展长效稳定的新型抗肿瘤策略的角度出发,开发了一种基于肿瘤细胞表面过表达的核仁素交联诱导细胞凋亡的策略实现体内外抗肿瘤治疗。通过构建多功能探针GC-chol-aptcDNA,长时间锚定在细胞膜上,有效限制膜受体相对运动,并诱导受体形成交联状态,实现集膜蛋白实时成像、诱导肿瘤细胞凋亡实现抗肿瘤治疗等多重作用。具体包括以下两方面的工作:（1）探针制备及长时间细胞膜成像:我们以乙二醇壳聚糖（glycol chitosan,GC）为高分子骨架,通过酰胺反应在侧链接枝荧光染料Cy3标记的核酸适配体（Cy3-aptamer）和胆固醇（cholesterol）,形成了中间产物GC-chol-apt。为了降低因探针在细胞膜上的非特异性吸附作用带来的假阳性信号,引入了猝灭剂BHQ2标记的短链互补序列cDNA,通过与aptamer部分杂交形成双链结构,构建了一种柔性“多抓手”复合物GC-chol-apt-cDNA。通过Cy3荧光猝灭、凝胶电泳、水合粒径及原子力显微镜等手段表明我们成功合成了GC-chol-apt-cDNA,其结构呈球形,粒径约为500nm。细胞膜染料及核仁素抗体的荧光共定位成像实验表明该探针能特异性靶向肿瘤细胞表面核仁素,使cDNA被竞争下来,Cy3荧光恢复,实现了准确、特异性的靶向成像肿瘤细胞表面核仁素。更重要的是,该结构通过aptamer的亲和作用及cholesterol的疏水作用锚定到细胞膜上,有效地抑制了细胞内吞作用,能长时间稳定存在于细胞表面。流式细胞术及荧光共聚焦成像结果表明,与单独的aptamer相比,GC-chol-apt与细胞的亲和力提高了近100倍,并且能稳定锚定在细胞膜上长达6小时,为长时间细胞膜成像提供了有力工具。（2）核仁素交联诱导体内外肿瘤细胞凋亡及作用途径分析:上述制备的GCchol-apt-cDNA“多抓手”探针可以通过aptamer捕获邻近部位的核仁素,利用GC聚合物骨架使其距离靠近形成交联状态,并通过胆固醇的多位点膜锚定,使核仁素长时间被锚定在细胞膜上。更重要的是,这种由GC-chol-apt-cDNA介导的核仁素交联作用能特异性杀伤肿瘤细胞,而对正常细胞的影响较小。借助于较好的肿瘤细胞抑制作用,我们进一步通过活死细胞双染、流式细胞仪凋亡定量分析以及细胞核荧光成像等实验在细胞水平上证实了GC-chol-apt-cDNA以剂量和时间依赖的方式诱导肿瘤细胞发生凋亡。实验结果表明探针浓度为100μg/m L时,其活细胞存活率仅为21%;在与探针作用8小时后,细胞核出现皱缩、破裂的现象,完整的细胞核结构破坏,说明该探针能有效杀伤肿瘤细胞,在细胞水平实现了肿瘤细胞凋亡。通过小鼠肿瘤模型,我们进一步在活体动物上评估GC-chol-apt-cDNA的抗肿瘤活性。借助活体荧光成像、离体肿瘤组织免疫组化染色以及肿瘤生长曲线分析,我们发现与对照组相比,GC-chol-apt-cDNA能有效地靶向肿瘤部位,诱导细胞凋亡并抑制其增殖活性,具有较好的抗肿瘤作用,其抑制率可高达81%左右。最后通过免疫荧光成像和蛋白质免疫印迹技术,我们发现细胞膜表面核仁素交联能有效地介导细胞内钙离子浓度升高,导致线粒体膜电位下降,从而释放细胞色素C并激活下游半胱氨酸蛋白酶的活性,诱导肿瘤细胞凋亡。基于此,我们认为GC-chol-apt-cDNA能通过线粒体途径激活凋亡信号通路,并成功诱导体内外肿瘤细胞凋亡。总之,我们构建的“多抓手”复合探针GC-chol-apt-cDNA能有效地靶向肿瘤细胞,实现长效的膜蛋白成像,并通过诱导细胞表面核仁素交联,进而激活细胞内线粒体相关凋亡信号,最终抑制体内外肿瘤细胞的增殖。该方法可以作为一种新的诱导细胞凋亡手段,为肿瘤治疗提供新思路。本论文创新点在于:（1）首次提出核仁素交联诱导肿瘤细胞凋亡的策略实现抗肿瘤治疗,将核仁素蛋白的空间位置调控与细胞内信号级联反应相结合,突破了核仁素在抗肿瘤治疗中作为药物靶点及运载体等常规模式。（2）本方法制备的探针具有合成简单、作用持久、选择性强等优点,有望成为一种新型的、通用的抗肿瘤治疗策略。