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癌症是严重威胁人类生命的疾病之一。目前对于癌症的治疗以化疗、放疗和手术切除等为主,新兴治疗方式如PDT、PTT、免疫治疗、基因治疗和磁热治疗等虽然仍处于临床前研究,但许多研究表明这些治疗方式显示出了较好的治疗效果,具有值得期待的应用前景。而由于肿瘤具有复杂性、多样性和异质性等特性,导致目前的治疗方案的治疗效果并不理想。在临床应用和临床前研究中,已经发现单一的治疗方式不能完全清除肿瘤,因此对癌症的治疗主要集中于如何有效提高药物的治疗效果。为实现有效的治疗,研究人员针对肿瘤部位的特异性环境设计了不同的策略。目前,使用最普遍的方式为靶向肿瘤的策略。由于肿瘤环境血管生长异常,基于EPR的被动靶向很容易富集到肿瘤区域,并结合能够主动靶向到肿瘤部位过表达的受体蛋白的配体,能够有效减小毒副作用,增大抗肿瘤效果。而改变肿瘤微环境是另外一种有效提高治疗效果的策略,研究人员可以通过改变肿瘤细胞外基质密度增大药物在肿瘤部位的渗透、改变肿瘤血管状态控制营养供应、改变肿瘤部位的缺氧环境等增强肿瘤治疗。另外,由于长周期的治疗会导致肿瘤对治疗药物的耐受性,使单一药物的肿瘤治疗方法失效,通过联合多种药物或者治疗方式也是一种能够有效克服肿瘤耐药性而提高抗肿瘤疗效的策略。在第一章中,我们主要从以下几个方面对目前治疗肿瘤的策略进行了简单的综述:1)通过利用EPR与主动靶向方式增强肿瘤治疗;2)通过改变肿瘤微环境方式增强肿瘤治疗;3)通过多种药物或治疗方式联合的方式增强肿瘤治疗。在第二章中,我们设计了一种能够进行“靶向-治疗”相互循环放大从而增强肿瘤治疗的纳米载药体系(DOX@NP-T)。这一纳米药物体系可以通过靶向基本只在肿瘤细胞表面表达的GRP78从而精确靶向到肿瘤部位,进行治疗的过程中又可进一步促进靶点表达,从而放大后续靶向效果,形成一个“靶向治疗—靶点放大—治疗放大”的循环过程。DOX@NP-T由ROS可降解聚合物包裹DOX形成,并在其表面修饰上PEG和能靶向GRP78的配体多肽,使其具有血清稳定性和肿瘤靶向能力。在肿瘤的炎症环境下可以有效释放化疗药物实现治疗,体外细胞实验和体内抗肿瘤实验结果都表明DOX@NP-T能够诱导细胞表面GRP78上调,同时使细胞内吞更多的DOX@NP-T或者使DOX@NP-T对肿瘤的靶向增强,进一步放大DOX@NP-T的治疗效果。同时,其他药物如PTX、BTZ等也能导致GRP78上调,说明利用这种策略可以普适性地增强其他化疗药物的疗效。另外,由于靶点GRP78基本只在肿瘤细胞表面表达,这一体系的设计有望实现对肿瘤的精确靶向从而减小化疗药物的毒副作用,同时循环放大的过程能够提高靶向效率和治疗效果。通过利用“靶向-治疗”相互循环放大的治疗策略,有望能够解决由于传统靶向体系靶向能力不足而导致的脱靶问题和靶向效率低的问题。在第三章中,我们设计了一种透明质酸(HA)包裹的药物自组装纳米粒子(PR-CRT@HA),其中PR为用于治疗的光敏剂,CRT为DNA修复的抑制剂。PR和CRT可以通过亲疏水作用、静电作用和π-π作用自组装为带有正电的纳米粒子PR-CRT,再通过静电作用包裹上带负电的HA。由于HA的包裹,使PRCRT@HA能在血液中有效循环,并且能通过HA靶向到CD44过表达的肿瘤部位。被细胞内吞后,HA能被细胞内的透明质酸酶有效降解,实现电荷翻转,而带有正电的纳米粒子能通过胞转作用被递送到肿瘤内部,从而实现PR-CRT@HA在肿瘤部位的深层渗透。通过这一方式可以有效避免由于肿瘤内部的间质流体压力造成的对被动渗透的阻碍,从而实现有效的治疗。另外,CRT能够有效抑制DNA修复,从而避免由于DNA修复引起的对治疗的耐药性,进一步增大治疗效果。我们通过肿瘤球体模型验证了PR-CRT@HA能在细胞内透明质酸酶的作用下进行有效渗透,并且其渗透途径主要为胞转作用。同时体内抗肿瘤实验也表明PR-CRT@HA的治疗效果相对于单一的光动力学治疗或者不能进行渗透的纳米粒子的治疗具有极大的提高。在第四章,我们设计了一种“节氧器”型的纳米粒子PV-TS,用于改变细胞缺氧环境进行有效的光动力学治疗。PV-TS由生物相容性的聚(D,L-丙交酯-共-乙交酯)纳米囊泡组成,在囊泡的亲水内核中载入硝普纳(SNP),疏水壳层载入四苯基卟啉(TPP)。SNP能与细胞内的还原性物质如半胱氨酸或谷胱甘肽反应释放一氧化氮用于抑制细胞呼吸作用,从而节约细胞内的氧气以供光敏剂TPP进行有效的光动力学治疗。利用这种“节氧器”的设计,可以有效减缓细胞的呼吸作用,使肿瘤内氧气供给大于消耗而提升瘤内氧含量,改善肿瘤缺氧环境,从而增强光动力学治疗。与传统的瘤内原位产氧或额外供氧不同,这种“节氧器”的策略能有效避免由于原位产氧底物不足或额外供氧载氧量有限的缺陷,实现通过抑制细胞氧气消耗后有效改变肿瘤缺氧环境。利用将细胞内氧气的生化资源重新分配,这个“节氧器”的概念提供了一种解决由于缺氧导致肿瘤对治疗产生耐药的这一重大问题,这些治疗方式包括但不限于PDT。