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癌症是人类死亡的最重要原因之一。然而,诸如外科手术切除,化疗和放射疗法之类的传统疗法在转移性癌症中仍然表现不佳。为了解决这些问题,新的抗癌治疗策略已经被广泛探索。纳米治疗系统为抗癌治疗带来了新的机会。蛋白质,特别是人体中存在的蛋白质如血清白蛋白、转铁蛋白等具有良好的生物相容性、生物降解性、高生物安全性和易修饰的天然优势,在构建纳米治疗系统方面的应用已经引起了人们的广泛关注。在本论文工作中,设计并制备了一系列基于蛋白质的多功能纳米系统,用于肿瘤治疗和成像。在论文第一章中,介绍了蛋白质基纳米材料在肿瘤治疗和成像领域的应用和研究现状,重点介绍了肿瘤靶向修饰。在第二章中,采用了一种简便的策略来构建适配子功能化的白蛋白纳米颗粒,以实现有效的药物递送。使用疏水性化疗药物阿霉素（doxorubicin,DOX）通过疏水性相互作用触发牛血清白蛋白（bovine serum albumin,BSA）自组装形成稳定的纳米颗粒,然后将具有肿瘤靶向功能的适配子AS1411修饰到负载了DOX的BSA表面。由于AS1411与肿瘤细胞上过表达的AS1411受体之间的特异性识别,与未经适配子修饰的纳米颗粒相比,修饰了适配子的白蛋白纳米颗粒显示出更高的细胞摄取和更强的MCF-7癌细胞抑制能力。此外,与未修饰AS1411的纳米粒子相比,载有DOX的适配子功能化纳米粒子可以更有效地诱导MCF-7细胞中Bcl-2和PCNA的下调以及p RB,PARP和Bax的上调,表明经适配子修饰后的载有DOX的白蛋白纳米粒子可以更有效诱导细胞凋亡。此外,适配子AS1411的修饰能显著改善白蛋白载药纳米颗粒在上调MCF-7肿瘤细胞中p16,p21和E-cadherin以及下调Ep CAM、波形蛋白、Snail、MMP-9、CD44和CD133方面的能力,这意味着适配子功能化的白蛋白药物递送系统对预防小鼠肿瘤的生长和转移的有利作用。在第三章,制备了肿瘤靶向蛋白给药系统（DOX&ICG@BSA-KALA/Apt）,有效地将多模式治疗与肿瘤成像相结合,实现同步光动力治疗/光热治疗/化疗功能。在给药系统中,通过疏水相互作用诱导自组装,将化疗药物（doxorubicin,DOX）和光敏剂（indocyanine green,ICG）共载于牛血清白蛋白（bovine serum albumin,BSA）中,形成稳定的DOX&ICG@BSA纳米颗粒。通过修饰由肿瘤靶向适配子AS1411和细胞穿透肽KALA组成的表面层,获得的DOX&ICG@BSA-KALA/Apt纳米颗粒由于AS1411和KALA介导的肿瘤细胞摄取增强,显著提高了多模态肿瘤治疗效率。体外和体内研究表明,多模态诊疗系统能有效地抑制肿瘤生长。此外,近红外荧光成像/光热成像的双模态成像可以准确显示肿瘤靶向蛋白给药系统对肿瘤部位的治疗作用。在第四章中,为了提高光热疗法的效率和安全性,构建了具有p H响应和肿瘤靶向功能的纳米系统（ND-630@Cu S/Tf）将脂肪酸合成（fatty acid synthesis,FASyn）的无创抑制与光热疗法（photothermal therapy,PTT）结合在一起。通过将转铁蛋白（transferrin,Tf）涂在负载有乙酰辅酶A羧化酶（acetyl-Co A carboxylase,ACC）抑制剂（ND-630）的空心介孔Cu S表面上,纳米系统可以将ND-630特异性地递送至肿瘤细胞。ND-630介导的对FASyn的抑制作用可阻止细胞膜形成,增强肿瘤细胞对Cu S介导的PTT损伤的敏感性,并通过防止细胞膜重构来抑制细胞对PTT的抗性。此外,ACC的下调显著降低了肿瘤转移相关蛋白（例如CD44和MMP-9）的表达,从而抑制了肿瘤转移。体外和体内研究表明,该策略可通过FASyn抑制有效地加重膜损伤,增强PTT效率,从而实现对肿瘤生长和转移的有效抑制。在第五章中,为有效放大化学动力学疗法（chemodynamic therapy,CDT）介导的氧化损伤,构建了一种肿瘤靶向的多功能诊疗系统,用于协同肿瘤细胞氨循环代谢抑制、化学动力学治疗和实时的H2O2响应性磁共振成像（magnetic resonance imaging,MRI）。疏水性药物（ferrocene）和GDH抑制剂（purpurin）与两亲性牛血清白蛋白（BSA）通过疏水作用自组装,形成共载ferrocene和purpurin的BSA纳米颗粒（简称:BFP）。随后,将具有肿瘤靶向功能的适配子AS1411修饰到BFP纳米颗粒表面以获得AS1411靶向功能化的共载ferrocene和purpurin的BSA纳米颗粒（简称:ABFP）。由于AS1411与肿瘤细胞中过度表达的核仁素具有高度亲和力,因此多功能纳米诊疗系统（ABFP）可以将药物特异性且有效地递送至肿瘤部位。purpurin对GDH的抑制作用可有效抑制活性氧清除酶即谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase,GPx）的活性,下调谷胱甘肽（glutathione GSH）的表达,并提高肿瘤细胞中H2O2的水平,从而为Fenton反应提供足够的H2O2底物,增加·OH的产生。抑制GPx和下调GSH可有效抑制肿瘤细胞的氧化应激反应,并为高效的·OH产生提供保障,以获得有效的CDT。同时,Ferrocene经Fenton反应后产生的Fe（III）离子可以用作磁共振成像（MRI）的阴性造影剂,介导H2O2响应MRI,精确地指导和监测协同治疗。体外和体内研究表明ABFP可以获得显著提高的CDT抗肿瘤效果。