p53是由TP53基因编码的蛋白质,是一种重要的肿瘤抑制因子,在抑制肿瘤的发生过程中发挥着重要的作用。然而在超过50%的人类肿瘤中TP53基因发生了突变,而突变后表达的突变型p53在细胞中稳定积累。突变型p53不仅丧失了野生型p53的肿瘤抑制活性,而且还获得新的功能。这种获得性新功能在癌症的发生发展过程中发挥着重要的作用,例如可以促进癌细胞的生长、转移、耐药等。目前已有一些小分子化合物针对突变p53肿瘤进行治疗,主要通过恢复野生型p53的活性以及通过降解突变型p53等手段达到治疗目的。然而这些小分子的作用有限,缺乏一定的特异性。纳米材料由于其独特的理化性质在生命科学领域有着广泛的应用。我们设想是否可以通过纳米材料来调控突变型p53的稳定性呢?至今尚未有纳米材料对于调控突变型p53稳定性的相关报道。基于锌离子能调控突变型p53稳定性,我们设想合成含锌纳米材料调控肿瘤细胞中突变p53的稳态。本研究主要利用金属掺杂的策略,通过油相一锅煮的方法合成锌铁纳米材料。首先我们通过TEM、DLS以及表面电荷等对锌铁纳米材料进行表征,表明合成的锌铁纳米材料为均一球状,大小为10 nm左右,表面带有负电荷的纳米材料。同时体外MRI测试初步表明锌铁纳米材料仍然保留了MRI成像功能,为未来的精准治疗及手术导航提供较好的借鉴。其次,我们使用锌铁纳米材料在含有不同突变位点的p53以及野生型p53细胞系中进行测试,发现锌铁纳米材料无论是对构象型突变p53还是DNA结合型突变p53均有良好的清除效果,同时也能清除外源表达的突变型p53,但是不清除野生型p53。同时我们发现锌铁纳米材料对于突变型p53的清除效应主要通过K48泛素–蛋白酶体途径实现而不影响p53基因的转录水平。此外,我们发现锌铁纳米材料主要通过内吞作用进入肿瘤细胞后在溶酶体酸性环境中释放锌离子,同时我们发现锌铁纳米材料处理肿瘤细胞后能引起细胞内活性氧的上升,通过锌离子螯合剂以及活性氧抑制剂能解除锌铁纳米材料引发突变型p53降解的效应。因此细胞内锌离子的升高以及活性氧的上升是锌铁纳米材料诱导突变型p53降解的主要因素。接着我们评估了锌铁纳米材料诱导突变型p53降解后对细胞命运的影响,结果表明锌铁纳米材料在相同处理浓度下能特异性杀伤突变p53肿瘤细胞,而对野生型p53细胞和正常细胞毒性较低,由此可见锌铁纳米材料对于非突变p53细胞具有较好的安全性。同时锌铁纳米材料处理突变p53肿瘤细胞后能使肿瘤细胞的细胞周期阻滞,抑制肿瘤细胞的增殖、迁移等,解除了突变p53肿瘤细胞的获得性功能。最后我们在细胞水平及动物水平评估了锌铁纳米材料的抗肿瘤活性以及与化疗药物联用的治疗效果。顺铂是一种广泛用于肿瘤治疗的一线化疗药物,例如卵巢癌、前列腺癌、肺癌等实体瘤均显示疗效,但是在治疗过程中常常会发生耐药。本研究在细胞水平表明锌铁纳米材料能显著性地增加化疗药物顺铂对突变p53肿瘤细胞的杀伤,由此可见锌铁纳米材料诱导肿瘤细胞中的突变型p53降解后,增加了肿瘤细胞对化疗药物的敏感性。而在动物水平我们同样发现,在对小鼠体重没有明显影响的安全剂量下,锌铁纳米材料对ES-2（含有S241F p53突变）皮下肿瘤以及PDX原位乳腺癌模型（含有Y220C p53突变）有一定的抑制肿瘤生长的能力,并且在与顺铂联合处理后能显著性地抑制小鼠肿瘤的生长,与细胞水平的化疗增敏结果相符。最后我们在治疗结束后对肿瘤组织切片进行分析,发现在锌铁纳米材料处理组及联合顺铂处理组的肿瘤组织中显示p53蛋白水平显著降低及凋亡的肿瘤细胞显著增加。本研究首次利用锌铁纳米材料降解突变型p53,并有效提高突变p53肿瘤对化疗药物的敏感性,为未来的临床治疗及应用提供重要的参考价值。