结直肠癌是人类常患的消化道肿瘤,近年来,结直肠癌的发病率因人们饮食结构的改变而迅速增长。化疗是主要治疗方式,目前临床上针对结直肠癌的最佳化疗药物是5-氟尿嘧啶(5-FU),但是仅使用一种有效的治疗方式无法提升患者的长期生存。近年来,靶向定位治疗备受科学家的关注,临床上表皮生长因子受体(EGFR)高表达多发生于头颈癌和结直肠癌,其中有79%是结直肠癌患者,并且临床上针对EGFR治疗的两种单抗均用于治疗结直肠癌。因此,将EGFR作为结直肠癌的治疗靶点是具有临床意义的。在本课题中,我们构建了一种通过氧化石墨烯纳米材料装载5-FU,靶向EGFR,联合化疗-光热治疗结直肠癌的方法。通过体内和体外实验研究,分析该方法的治疗效果,为临床诊疗策略提供新的思路,具有潜在的参考价值。(1)5-FU/GO-PEG-GE11纳米材料的制备:使用优化的Hummers法合成氧化石墨烯(GO)片层材料。分别使用原子力显微镜(AFM)和纳米粒度仪(DLS)测得GO纳米材料的平均厚度为1.23 nm,平均水合粒径为150 nm。为了使GO具有良好的稳定性,使用聚乙二醇修饰。将制备好的GO-PEG纳米片层材料作为载体,通过静电吸附装载5-FU,最后通过酰氨反应在其表面修饰肿瘤细胞表皮生长因子靶向肽(GE11),最终得到纳米复合材料5-FU/GO-PEG-GE11。使用近红外光(808 nm)激光器照射纳米材料,记录其温度的改变,结果证实GO具有良好的光热性能。使用Ellman?s法检测,GO具有氧化谷胱甘肽的性能。(2)体外细胞实验验证:我们选用EGFR高表达细胞HCT-116和低表达细胞SW-620作为体外实验模型。使用溶血毒性和MTT实验,证实GO拥有良好的生物安全性。分别使用流式细胞术进行定量分析;使用激光共聚焦显微镜进行定性分析;使用Z-stack技术对纳米载体进入细胞进行定位分析。结果证实,GO纳米复合材料通过与细胞膜结合进入癌细胞,且具有EGFR靶向能力。最后通过活/死细胞染色实验和MTT实验证实,5-FU/GO-PEG-GE11+NIR 808 nm实验组的治疗效果最佳。(3)小鼠体内实验验证:构建HCT-116细胞的结直肠癌裸鼠皮下肿瘤模型。分别注射使用罗丹明B标记的5-FU/GO-PEG-GE11和5-FU/GO-PEG纳米材料,采用荧光成像系统观察并分析GO纳米复合材料的体内靶向能力。结果显示,5-FU/GO-PEG-GE11材料在小鼠肿瘤部位产生聚集,具有靶向肿瘤的能力。同时将成瘤小鼠随机分为八组,进行不同方式的治疗。结果显示,使用5-FU/GO-PEG-GE11+NIR 808 nm方法治疗的效果最佳,肿瘤抑制率为90.13%。最后将小鼠的主要器官进行H&E染色,观察组织形态变化,证实GO纳米复合材料在小鼠体内具有低生物毒性,是安全的。综上所述,我们成功构建了具有良好靶向性、稳定性并具有光热治疗效果的纳米材料5-FU/GO-PEG-GE11。在体内/外实验研究中证实了该肿瘤纳米药物载体具有良好的EGFR靶向能力和化学药物疗效。由此可见,该氧化石墨烯纳米复合材料作为靶向结直肠癌进行化疗-光热治疗具有潜在的应用价值。