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研究背景脑胶质瘤是中枢神经系统最常见的恶性肿瘤,其发病率和死亡率逐年上升。尽管针对胶质瘤的诊断和治疗在近年取得很大进步,但是胶质瘤患者的总体生存期未见明显改善,长期生存患者更是罕见。因此,迫切需要开发新的技术和方法以提高胶质瘤的诊疗效果。纳米技术在医学领域的快速发展有望为胶质瘤提供精确的诊断和高效的治疗。纳米银（silver nanoparticles,AgNPs）因其独特的物理、化学和生物学性质,在一些特定疾病的检测和治疗上具有优势,因而成为近年来的研究热点。AgNPs良好的X射线吸收特性使其在肿瘤计算机断层扫描（computed tomography,CT）成像和辐射增敏领域有着巨大的应用空间和发展潜力。我们课题组前期研究证实,AgNPs是一种优异的辐射增敏剂,能够显著增强胶质瘤细胞的辐射敏感性,但其靶向肿瘤细胞并在肿瘤区域高效富集的能力仍需进一步的提高。此外,在CT成像方面,对AgNPs进行特定靶向修饰或与其它纳米材料制备成纳米复合物,有望发挥更好的成像效果。基于以上研究背景,本课题围绕功能化银基纳米材料在胶质瘤CT成像和辐射增敏中的应用进行了一系列研究。具体来说,主要包含以下几个方面的内容:第一部分聚乙二醇和适配体AS1411双重修饰的纳米银的构建及其在胶质瘤辐射增敏中的应用研究目的:构建聚乙二醇（polyethylene glycol,PEG）和适配体AS1411双重修饰的AgNPs（PEG-and AS1411-functionalized silver nanoparticles,ASNPs）,并在体内外实验中研究其对胶质瘤细胞的靶向性和辐射增敏效果。方法:利用透射电子显微镜、紫外-可见光谱和傅里叶变换红外光谱等技术对制备的纳米材料进行表征。通过暗场成像、共聚焦断层扫描成像和小动物活体成像评价ASNPs的肿瘤靶向性。采用细胞克隆形成实验和荷C6脑胶质瘤裸鼠模型评估ASNPs联合电离辐射的治疗效果。结果:材料表征结果提示AgNPs呈球形、平均粒径约18 nm及ASNPs构建成功。与正常组织来源的人微血管内皮细胞相比,ASNPs能够被胶质瘤细胞特异性摄取且具有良好的肿瘤球穿透特性。体外实验表明,ASNPs比AgNPs和PEG化的AgNPs（PEGylated silver nanoparticles,PNPs）表现出更好的辐射增敏效果,诱导更多的肿瘤细胞凋亡。小动物活体成像结果显示,Cy5-ASNPs在肿瘤区域高效富集,并在经尾静脉注射后6 h,肿瘤区域Cy5-ASNPs与Cy5-PNPs的平均荧光强度之比达到最大值。ASNPs联合电离辐射治疗显著延长了荷瘤鼠的中位生存期。结论:ASNPs可作为一种高效的纳米辐射增敏剂用于胶质瘤靶向治疗。研究结果为ASNPs作为高效辐射增敏剂用于胶质瘤及其它肿瘤的靶向治疗提供重要理论支持。第二部分适配体AS1411和维拉帕米修饰的纳米银在胶质瘤辐射增敏中的应用研究目的:构建AS1411和维拉帕米（verapamil,VRP）修饰的牛血清白蛋白（bovine serum albumin,BSA）包被的AgNPs（AS1411-and verapamil-functionalized bovine serum albumin coated silver nanoparticles,AgNPs@BSA-AS-VRP）,并研究其在胶质瘤细胞内的富集及辐射增敏效果。方法:合成AgNPs@BSA-AS-VRP并对其进行紫外等表征。采用暗场成像和电感耦合等离子体质谱法研究不同比例混合的AgNPs@BSA-AS和AgNPs@BSA-AS-VRP在胶质瘤细胞内的富集。利用罗丹明123潴留实验评估19:1混合的AgNPs@BSA-AS和AgNPs@BSA-AS-VRP对P-糖蛋白（P-glycoprotein,P-gp）活性的影响。通过细胞克隆形成实验和体内抗瘤实验,观察19:1混合的AgNPs@BSA-AS和AgNPs@BSA-AS-VRP的辐射增敏效果。使用硫氧还蛋白还原酶（thioredoxin reductase,Trx R）检测试剂盒检测不同功能化修饰的AgNPs对细胞中Trx R活性的影响。结果:表征结果提示AgNPs@BSA-AS-VRP构建成功。当AgNPs@BSA-AS和AgNPs@BSA-AS-VRP以19:1的比例混合时,通过增加细胞内吞与抑制细胞外排,使纳米粒子在细胞内高效富集。体内及体外实验结果显示,19:1混合的AgNPs@BSA-AS和AgNPs@BSA-AS-VRP的辐射增敏效果明显强于AgNPs@BSA和AgNPs@BSA-AS。我们还发现,19:1混合的AgNPs@BSA-AS和AgNPs@BSA-AS-VRP显著抑制了细胞内Trx R的活性。结论:AgNPs@BSA-AS与AgNPs@BSA-AS-VRP按19:1混合时,通过增加细胞内吞及抑制细胞外排使AgNPs更多地富集到胶质瘤细胞内并提高其辐射敏感性。AgNPs辐射增敏的机制可能与细胞内Trx R活性的抑制有关。本研究为设计高效的纳米辐射增敏剂提供新的方法和策略。第三部分金包银核壳纳米粒子在胶质瘤CT成像中的应用研究目的:制备PEG化的金包银核壳纳米粒子（silver-gold core-shell nanoparticles,Ag@Au NPs）,并通过体内外实验评价其CT造影性能。方法:制备一系列不同金银含量的Ag@Au NPs,利用透射电子显微镜、紫外-可见光谱、动态光散射和电感耦合等离子体质谱等对其进行表征。使用显微CT对不同金银含量的Ag@Au NPs的CT造影性能进行评价,并选取其中性能较佳的Ag@Au NPs进行靶向性修饰,检测其在细胞水平的CT成像效果。此外,构建荷胶质瘤裸鼠皮下移植瘤模型,Ag@Au NPs瘤内注射后观察CT成像效果。结果:制备的三种不同金银含量的Ag@Au NPs呈球形,90%以上的纳米粒子粒径在1216 nm之间,银所占摩尔比分别为75%、50%和25%。在等质量浓度下,三种Ag@Au NPs的CT值均高于临床用的CT对比剂碘海醇,显示出良好的CT对比增强效果。其中银所占摩尔比为50%的Ag@Au NPs具有良好的CT造影效果、形貌和分散性,因此被选择用于后续的研究。用适配体GMT8修饰Ag@Au NPs,得到具有肿瘤靶向性的GMT8-Ag@Au NPs,U87胶质瘤细胞经Ag@Au NPs和GMT8-Ag@Au NPs处理后CT值均呈浓度依赖性的增高,但在等质量浓度下,GMT8-Ag@Au NPs显示出比Ag@Au NPs更强的CT对比增强效果。体内实验结果显示,Ag@Au NPs瘤内注射后肿瘤CT信号显著增强。结论:Ag@Au NPs是一种优异的CT对比剂,GMT8靶向性修饰能够进一步提高其CT成像效果。本研究为开发高效的新型肿瘤CT对比剂提供理论基础。