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目的:通过基因重组、病毒包装构建在前列腺癌内特异性表达TfR及Luc蛋白的光学、磁共振双报告基因Ad-PDD3-TfR-WPRE-PCMV-Luc腺病毒载体;应用纳米技术合成10nm级磁共振分子探针Tf-USPION,以实现在细胞及活体动物模型中,基因、分子水平上的前列腺癌多模态靶向光学及磁共振成像,为早期、定位诊断前列腺癌及前列腺癌的局部、定向治疗提供新的检查手段和研究方向。方法:（1）本研究采用前列腺癌组织特异性启动子——DD3启动子、TfR基因、Luc基因及WPRE增强子,通过分子克隆、基因重组构建可在前列腺癌中特异性表达的双表达框重组基因PDD3-TfR-WPRE-PCMV-Luc,运用病毒包装技术将该基因包含装为前列腺癌靶向双报告基因探针Ad-PDD3-TfR-WPRE-PCMV-Luc腺病毒载体,通过检测该病毒转染前列腺癌细胞、正常细胞及其他非前列腺癌肿瘤细胞后目的基因在不同细胞中的表达,验证该腺病毒载体的前列腺癌靶向效果,明确TfR、Luc蛋白在前列腺癌中的表达情况。（2）本研究采用先进的“溶剂热一步合成”纳米技术制备了同时完成表面修饰的6nm级USPION,并使其与Tf偶联,成功构建了Tf-USPION分子探针,完成了XRD、HRTEM、DLS、VSM、T2弛豫率等有关材料的各项表征,通过3.0T磁共振扫描仪进行了探针的MRI成像实验,并通过MTT实验检测了探针的细胞毒性。（3）光学成像中,实验对注射Ad-PDD3-TfR-WPRE-PCMV-Luc病毒后的LNCaP及22RV1两种前列腺癌种植瘤小鼠进行了连续14天的动态光学成像研究,通过活体实验进一步验证了探针对前列腺癌的靶向性,并分析了探针对前列腺癌转移瘤的成像效果。（4）磁共振成像实验中,经鼠尾静脉注射Tf-USPION探针至已完成病毒转染组及未经病毒处理组的LNCaP种植瘤鼠体内,同时对两组小鼠在3.0T磁共振机中行长时间、连续的MRI扫描,观察并分析经病毒处理后的前列腺癌小鼠肿瘤的T2WI信号变化,以探讨Ad-PDD3-TfR-WPRE-PCMV-Luc介导下的前列腺癌磁共振肿瘤靶向成像效果,以及本方法较传统转铁蛋白报告基因肿瘤靶向成像的优势。结果:（1）本研究成功完成了DD3promoter、TfR、Luc及WPRE的基因重组,构建了腺病毒载体Ad-PDD3-TfR-WPRE-PCMV-Luc;以该病毒载体转染不同类型细胞,Luc荧光检测及Western Blotting定量分析均表明该腺病毒载体可在前列腺癌细胞内特异性过表达TfR和Luc蛋白;（2）实验成功合成了粒径均匀、水溶性良好、同时完成表面修饰的USPION;成功构建了Tf-USPION分子探针,各项表征及细胞成像实验结果显示该探针粒径小、T2弛豫率高、生物相容性好、可用于磁共振成像;（3）注射腺病毒后连续14天光学成像结果显示,LNCaP及22RV1两组前列腺癌种植瘤小鼠在病毒注射24h后肿瘤内即出现荧光,荧光强度在第7-10天达到峰值,而后逐渐减弱;全部14天检测,两组小鼠除肿瘤外全身无其他组织出现荧光;在光学成像过程中实验成功检出了存在于小鼠胸椎的未知转移灶。另外,对小鼠病毒注射7天后的TfR免疫组化结果证实,小鼠全身仅肿瘤内TfR明显过表达,且表达量明显高于未注射病毒的对照组肿瘤;对病毒注射14天后的小鼠各器官标本的HE染色显示,小鼠的各主要器官未出现明显组织学变化;（4）磁共振成像结果显示,自尾静脉注射Tf-USPION探针后,预先完成腺病毒Ad-PDD3-TfR-WPRE-PCMV-Luc转染后的小鼠,肿瘤区域出现明显的T2增强效应,显影速度明显加快,肿瘤组织的位置、大小及边界显示清晰、与肿瘤周围组织对比明显,T2值下降迅速、显著;未经病毒处理的小鼠肿瘤区T2信号虽信号减低但变化缓慢,延时数小时后肿瘤区信号变化不均匀,且无法确切辨别肿瘤范围。磁共振成像14天后小鼠的HE染色证实Ad-PDD3-TfR-WPRE-PCMV-Luc及Tf-USPION双探针处理后的小鼠主要器官未出现明显组织学变化。结论:（1）本研究成功构建了由DD3启动子调控,可于前列腺癌细胞内特异性表达TfR和Luc的,前列腺癌靶向双报告基因分子探针Ad-PDD3-TfR-WPRE-PCMV-Luc;（2）本研究成功合成了可直接用于磁共振活体成像的分子探针——Tf-USPION,该探针具备T2弛豫率高、不易为网状内皮系统清除、MR成像效果好、细胞毒性低等特点;（3）通过联合应用Ad-PDD3-TfR-WPRE-PCMV-Luc和Tf-USPION探针,本研究成功实现了前列腺癌靶向双模态分子成像,光学及磁共振成像均获得较好的成像效果,其结果可用于未来的前列腺癌肿瘤组织成像、前列腺癌的早期诊断及前列腺癌的局部、定向手术治疗;（4）与传统Tf-USPION介导的肿瘤MR成像比较,本研究借助在前列腺癌组织内过表达TfR显著提高了磁共振转铁蛋白报告基因的前列腺癌靶向显示能力和成像效果,显著提高了TfR-Tf转运系统的运载能力,提示本研究结果除可用于前列腺癌的MR靶向成像外,还可用于前列腺癌的靶向治疗,随着后续研究的开展本研究成果有望用于实现前列腺癌的诊、疗、监测一体化。