癌症对人类健康的威胁极大,且癌症发病率和死亡率逐年增加。传统的癌症治疗方案包括手术治疗、化疗和放疗。然而,化疗药物的药物代谢动力学较差,容易扩散到患者的正常组织中,有较高的副作用,放射治疗受累积辐射剂量的限制。纳米材料作为载体能提高药物的吸收效率及稳定性,从而减少化疗和放疗的副作用。近年来,金纳米材料因其特殊的理化性质,如良好的生物相容性,易于合成和表面修饰,光学性能强而广泛应用于生物医学领域,包括药物递送、光热治疗、电子计算机断层扫描成像等。因此本文利用金纳米材料作为载体开发了一系列用于癌症靶向治疗的药物递送系统。主要研究内容如下:1.本文开发了基于多肽修饰的金纳米团簇(GNCs)的纳米探针,将药物靶向递送到肿瘤部位通过近红外荧光成像示踪药物的位置,然后对小鼠进行化疗和光动力联合治疗。纳米探针由四部分组成:i)聚乙二醇(PEG)外壳,增加血液循环,提高纳米材料的生物相容性;ii)用于肿瘤靶向的MMP2多肽(CPLGVRGRGDS);iii)pH敏感的顺乌头酸酐修饰阿霉素(CAD);iv)用于光动力治疗和近红外成像的光敏剂二氢卟吩e6(Ce6)。体外实验结果表明,与游离Ce6和阿霉素相比,合成的纳米探针能有效地被A549细胞摄取,从而显著提高肿瘤细胞的死亡率。在体内实验中,纳米探针显示出优异的肿瘤靶向性和较长的血液循环时间,并能显著抑制肿瘤的生长。以上结果将有助于推进联合策略的设计,以提高成像引导的癌症治疗的功效。2.金纳米星具有良好的光热转化效率和光声信号,可用于光热治疗和光声成像。第一部分的研究表明MMP2多肽具有很好的靶向作用。在此基础上开发了一种新的纳米药物递送系统GNS@BSA/I-MMP2 NPs。利用牛血清白蛋白(BSA)修饰的金纳米星(GNS)结合基质金属蛋白酶(MMP2)多肽(AcGPLGIAGQ)和IR-780碘化物制备的探针,用于靶向肺癌并进行双模态光声成像(PA)/近红外(NIR)荧光成像和增强光热治疗(PTT)/光动力学治疗。MMP2多肽作为靶向配体,IR-780碘化物作为近红外荧光显影剂和光热治疗/光动力治疗的试剂,GNS作为IR-780分子的载体,进行光声成像和光热治疗。动态光散射和CCK-8研究表明,GNS@BSA/I-MMP2纳米探针在生理条件下具有良好的稳定性和生物相容性。随后的体外研究证实GNS@BSA/I-MMP2纳米颗粒(NPs)被A549癌细胞有效摄取,并显示出显著的抗肿瘤作用。此外,GNS@BSA/IMMP2 NPs能特异性靶向肿瘤并显著抑制肿瘤生长,其对肿瘤的治疗主要通过光动力治疗和基于GNS和IR-780的光热治疗的协同作用。这些发现提示了GNS@BSA/I-MMP2 NPs作为靶向光声成像/近红外成像探针在肿瘤诊断和单一光源联合治疗中的潜力。3.细胞因子诱导的杀伤(CIK)细胞的细胞毒性和独特的肿瘤归巢特性使其在肿瘤免疫治疗和递送系统领域具有广阔的应用前景。本部分实验构建了一种新的CIK细胞负载Ce6诱导的金纳米团簇自组装纳米材料,用于胃癌的靶向成像和联合治疗。首先开发了一种新的简便的方法通过二氢卟吩e6(Ce6)分子将金纳米簇(GNCs)组装成稳定且单分散的球形纳米粒子(NPs)。自组装GNCs-Ce6纳米材料的大小可以通过调节嫁接到GNCs上的GSH与Ce6分子的摩尔比实现。将制备的GNCs-Ce6 NPs与CD3抗体(Ab)偶联,并进一步用于标记CIK细胞以创建基于CIK细胞的药物递送系统(Ce6-GNCs-Ab-CIK)。结果表明,Ce6-GNCs-Ab-CIK对癌细胞具有特异靶向性,并且对激光照射的MGC-803细胞具有优异的治疗效果。体内荧光成像表明,由于CIK细胞的肿瘤趋向性,Ce6-GNCsAb-CIK逐渐积累在荷瘤小鼠的肿瘤区域。此外,与Ce6-GNCs-Ab NPs相比,Ce6-GNCs-Ab-CIK能够显著地抑制肿瘤的生长。得益于GNCs-Ce6-Ab NPs与CIK细胞的协同治疗作用,GNCs-Ce6-Ab-CIK策略可能为肿瘤靶向成像和联合治疗提供理想的肿瘤治疗平台。