癌症,已成为严重损害人类存活率的重大疾病之一。世界卫生组织报道称,如果癌症患者能在疾病产生早期被发现和治疗,则其治愈率可高达80%。因此,能否找到一个有效的分子检测和治疗靶点,是丰富肿瘤早期检测和提高治疗效果的关键。近年来人们将端粒酶视为一种良好的肿瘤标志物,因为其在正常人体组织中通常是不活跃的,而在肿瘤细胞中会被重新激活,这是科学家们迄今为止发现的最为广谱的肿瘤标志物。因此,发展基于端粒酶早期检测和肿瘤治疗的新技术方法具有极好的科学研究价值。本论文的研究工作主要分为两个部分,第一部分包括第二章和第三章,主要探究了端粒酶的周期变化情况并设计构建了上下游联动的新型核酸/聚集诱导发光纳米探针应用于分周期早期检测端粒酶。另一部分包括第四章和第五章,主要设计和构建了用于调节端粒酶胞内核质穿梭运动的新型聚集诱导发光纳米多肽探针及其复合物并探究它们在肿瘤治疗方面的意义。这两方面的工作为肿瘤早期检测及治疗提供了全新的、有效的策略,开展的具体研究内容如下:（1）细胞周期同步化及端粒酶逆转录蛋白表达水平的周期变化研究:本章节以子宫内膜癌He La细胞系为研究对象,使用物理和化学同步化方法将其诱导至不同细胞周期（G0/G1期、G1/S期、S期及G2/M期）,成功建立He La细胞系的同步化模型,进而探索处于不同细胞周期时相的He La细胞在体外诱导后其转录水平、细胞通路的异同。结果发现不同细胞周期的基因表达及其富集的细胞通路均存在差异性。此外,一些常见肿瘤标志物检测指标、如TK-1、端粒酶逆转录蛋白TERT等在不同细胞周期的表达水平存在差异性。对细胞内的TERT m RNA水平进行了金标准验证,结果发现端粒酶逆转录蛋白基因的表达水平也是随细胞周期变化而变化的。（2）核酸/聚集诱导发光纳米探针在端粒酶精准检测中的应用:本章节以不同细胞周期的子宫内膜癌细胞为研究对象,建立基于聚集诱导发光分子探针的联合检测系统,用于分析不同细胞周期的端粒酶活性及其逆转录酶蛋白上游的m RNA表达水平。结果显示癌细胞的荧光信号从G0/G1、G1/S到S期逐渐增加,在S期到达最高。相反,在G2/M期停滞的癌细胞收集到的荧光信号均很弱,低到和正常细胞的荧光强度难以区分。这证明了该新型核酸/聚集诱导发光纳米探针检测的可靠性,同时也提示我们进行分周期检测是必要的,细胞周期可能影响结果的准确性。本研究结果为进一步推进癌症的早期精准诊断提供了新的思路。（3）PKK-TTP调控细胞核端粒酶蛋白“转出”在肿瘤治疗中的应用:本章节根据端粒酶蛋白自身的性质,设计聚集体多肽纳米材料PKK-TTP用来调节端粒酶TERT蛋白的胞内核质穿梭运动,促进其从细胞核易位转移到细胞质中去。实验发现在2分钟的白光照射（L）下,PKK-TTP在细胞内产生ROS即可实现调控细胞核端粒酶蛋白TERT从细胞核“转出”到细胞质的。此外,活死细胞染色、线粒体膜电势实验和凋亡实验均表明,PKK-TTP+L的“转出”过程不会对癌细胞产生凋亡或者杀伤效果;然而该“转出”过程会对细胞核内端粒酶TERT限速蛋白相关的端粒酶活性起到抑制作用,从而抑制细胞生长。证明了在细胞质中调控核端粒酶蛋白这一方法的可行性。（4）PKK-TTP/hs双重调控细胞核端粒酶蛋白“转入”和“转出”在肿瘤治疗中的应用:本章节根据端粒酶蛋白相关通路对端粒酶的调节,设计既能切断/减少细胞核内端粒酶蛋白“转入”、又能促细胞核端粒酶蛋白“转出”的纳米探针,探究其在端粒酶治疗方面的应用。在本章中利用PKK-TTP探针负载人端粒酶逆转录蛋白小干扰RNA（h TERT si RNA,hs）构建形成PKK-TTP/hs复合物纳米探针,可用于双重调控细胞核内的TERT端粒酶逆转录蛋白含量。一方面,PKK-TTP/hs可将hs携带到癌细胞中,使其细胞质中的m RNA沉默,抑制细胞质h TERT蛋白的表达,从而切断h TERT细胞核中的蛋白质来源。另一方面,在光照下,PKK-TPP产生的ROS可以促进h TERT蛋白从细胞核移出进入细胞质。与对照组相比,PKKTTP/hs+L能在体外（43.6%）和体内（42.3%）有效降低细胞核内的h TERT蛋白含量,达到抑制肿瘤细胞的增殖的目的。这项工作绕过了直接进入细胞核进行治疗的挑战,为下调细胞核端粒酶蛋白及抑制端粒酶活性提供了一种有效的策略,这为端粒酶靶向的肿瘤治疗打开潜在的窗口。