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第一部分NP41对前列腺癌自主神经靶向性的实验研究目的:探究神经多肽41（nerve peptide 41,NP41）对小鼠前列腺癌（prostate cancer,PCa）原位移植瘤模型自主神经的靶向性,评价NP41在PCa神经密度可视化中应用的可行性。材料与方法:通过构建Bal b/c Nude小鼠PCa原位移植瘤模型、苏木精-伊红（hematoxylin-eosin,H＆E）染色和自主神经标志物（TH、VACh T、NF-H、NF-L）免疫荧光染色检测PCa自主神经,蛋白质免疫印迹（western blot,WB）检测PCa组织和正常前列腺组织NP41的靶点,层粘连蛋白（laminins,Lam）的表达水平。合成Cy7-NP41并进行荧光成像（fluorescence imaging,FLI）的定性和定量分析、质谱分析、紫外-可见分光光度计检测、激发和发射光谱检测、血清稳定性及细胞毒性等表征分析。通过小鼠PCa原位移植瘤模型,在活体水平采用IVIS Spectrum成像系统进行FLI,在离体组织水平利用免疫荧光染色将自主神经神经标志物（TH、VACh T、NF-H、NF-L）、Lam不同亚型（Lamα4、Lamβ2、Lamα2、Lamβ1、Lamγ1）与NP41进行共定位成像,进一步验证NP41对PCa自主神经的靶向性。结果:成功构建Bal b/c Nude小鼠PCa原位移植瘤模型,TH、VACh T、NF-H、NF-L四种神经标志物的免疫荧光染色显示PCa自主神经分布。WB定性和定量的结果表明PCa组织的Lam表达水平增高,其表达量明显高于小鼠正常的前列腺组织。FLI的定性和定量分析、质谱分析、紫外-可见分光光度计检测、激发和发射光谱检测、血清稳定性及细胞毒性等表征证实了成功合成Cy7-NP41。在活体层面,FLI揭示了Cy7-NP41对小鼠PCa原位移植瘤自主神经的靶向性优于单纯Cy7。在离体组织层面,免疫荧光揭示了自主神经神经标志物（TH、VACh T、NF-H、NF-L）、Lam不同亚型（Lamα4、Lamβ2、Lamα2、Lamβ1、Lamγ1）与NP41能够很好地进行共定位,提示NP41可以特异性地靶向PCa内的神经,揭示了其在显示PCa神经分布的应用潜力。结论:成功构建的小鼠PCa原位移植瘤具有丰富的自主神经分布。PCa组织中Lam的表达水平增高。利用Cy7-NP41,通过FLI并联合应用多种分子生物学手段,在活体层面和离体组织层面显示了NP41对PCa自主神经有很好地靶向性,可以增强PCa神经密度可视化的特异性。第二部分PSN NPs介导的前列腺癌神经密度磁共振成像和磁粒子成像目的:研制具有磁共振成像（magnetic resonance imaging,MRI）和磁粒子成像（magnetic particle imaging,MPI）信号,且能特异性靶向前列腺癌（prostate cancer,PCa）自主神经的分子探针PSN NPs。利用小鼠PCa原位移植瘤模型,在PSN NPs介导下通过MRI和MPI观察成像特点,结合组织学验证PSN NPs能实现高灵敏度和高特异性PCa神经密度可视化。材料与方法:在超顺磁性氧化铁纳米颗粒（superparamagnetic iron oxide nanoparticles,SPIO NPs）基础上通过偶联神经多肽41（nerve peptide 41,NP41）和负载普萘洛尔,合成PSN NPs,并通过透射电子显微镜、马尔文粒度仪、Zeta电位分析仪、紫外-可见分光光度计、MRI、MPI、振动样本磁强计和高效液相色谱等方法进行表征分析。构建小鼠PCa原位移植瘤模型,模型构建成功后,随机分成2组,尾静脉注射有偶联NP41的PSN NPs（实验组）和没有偶联NP41的PS NPs（对照组）,并在不同时间点行MRI和MPI扫描,通过定性和定量分析两组小鼠PCa原位移植瘤MRI和MPI的成像差异。通过普鲁士蓝染色检测两组小鼠前列腺肿瘤、肝脏、脾脏和肾脏等主要器官的PSN NPs和PS NPs的分布。结果:通过系列表征证明了成功合成具有MRI和MPI信号且偶联NP41、负载普萘洛尔的分子探针PSN NPs。PSN NPs粒径均一,分散性良好,且具有较高的NP41的偶联率和普萘洛尔的负载量。PSN NPs具有超顺磁性,具有良好的MRI和MPI信号。PSN NPs组（实验组）小鼠PCa原位移植瘤的MRI和MPI信号强度明显高于PS NPs组（对照组）,实验组和对照组之间的肿瘤/正常组织比值（tumor/normal tissue ratio,TNR）和MPI信号强度的差异有统计学意义。实验组的PSN NPs在PCa中的富集量明显高于对照组。两组小鼠的肝脏和脾脏有不同程度的PSN NPs和PS NPs聚集,肾脏无明显PSN NPs和PS NPs聚集。结论:成功研制了能特异性靶向PCa自主神经的分子探针,PSN NPs。通过PSN NPs介导的MRI和MPI能在活体层面实现高灵敏度和高特异性的PCa神经密度可视化。第三部分PSN NPs联合磁共振成像和磁粒子成像在评估前列腺癌神经密度中的应用目的:探讨PSN NPs介导的磁共振成像（magnetic resonance imaging,MRI）和磁粒子成像（magnetic particle imaging,MPI）能否鉴别前列腺癌（prostate cancer,PCa）的高、低神经密度分布,探究MRI和MPI信号与PCa的神经密度和侵袭性的相关性,为靶向PCa神经微环境的治疗提供影像学依据。材料与方法:实验对象为小鼠高、低神经密度的PCa原位移植瘤模型。模型的构建具体是通过磷酸盐缓冲盐水（phosphate-buffered saline,PBS）或假手术（sham-operated）方式构建具有高神经密度分布的PCa原位移植瘤（PBS组和sham-operated组）,通过6-羟基多巴胺（6-hydroxydopamine,6OHDA）或双侧腹下神经切除术（surgical HGNx）方式构建具有低神经密度分布的PCa原位移植瘤（6OHDA组和surgical HGNx组）,并通过生物发光成像（bioluminescence imaging,BLI）和组织学方法（PCa组织的自主神经标志物免疫荧光染色、Ki-67免疫组化染色）验证模型成功构建。小鼠高、低神经密度PCa原位移植瘤模型构建成功后,通过尾静脉注射PSN NPs（6mg/kg）进行MRI和MPI扫描成像,观察PSN NPs在不同分组的PCa区域的富集情况。通过非配对t检验比较PCa的高神经密度组和低神经密度组之间的MRI信号和MPI信号强度差异。P<0.05为差异有统计学意义。通过spearman相关性检验分析MRI和MPI信号与小鼠高、低神经密度PCa原位移植瘤的神经密度（TH、VACh T、NF-H和NF-L）及侵袭性（Ki-67指数）的相关性。利用FLI进一步验证PSN NPs有助于区分PCa的高、低神经密度分布。结果:通过药物和手术干预的方式成功构建了小鼠高、低神经密度PCa原位移植瘤模型,充分模拟了PCa神经微环境。不同分组的小鼠高、低神经密度PCa原位移植瘤模型尾静脉注射PSN NPs后,对MRI和MPI图像定性和定量分析都显示出PCa的高神经密度组和低神经密度组之间的TNR和MPI信号强度的差异有统计学意义。通过分析MRI和MPI信号强度与不同分组的PCa原位移植瘤的神经密度及Ki-67指数的相关性,都显示出TNR与神经密度及Ki-67指数呈显著负相关关系,MPI的信号强度与神经密度及Ki-67指数呈显著正相关关系。这些结果说明了PCa神经密度的MRI和MPI信号强度与PCa的神经密度和侵袭性明显相关。结论:PSN NPs介导的MRI和MPI有助于在活体层面评估PCa高、低神经密度分布及侵袭性,在PCa的临床诊疗中具有潜在的应用价值。第四部分PSN NPs介导的前列腺癌靶向治疗目的:评估负载β受体阻滞剂普萘洛尔的PSN NPs介导的前列腺癌（prostate cancer,PCa）靶向治疗的效果,提升PSN NPs的有效性和应用范围,为PCa的治疗提供了新策略和新手段。材料与方法:构建Bal b/c Nude小鼠PCa原位移植瘤模型,构建成功的小鼠PCa原位移植瘤模型在10天后,随机分为PBS组、SN NPs组、P组、PSN NPs组,分别给予不同分组的小鼠PBS、SN NPs、P、PSN NPs的治疗,每周2次,共3周。通过BLI、体重的监测及生存时间的观察以评估PBS组、SN NPs组、普萘洛尔组和PSN NPs组小鼠PCa原位移植瘤的进展及有无转移情况,并通过统计学分析比较各组的检测值。在治疗的第45天,检测并评估PBS组、SN NPs组、普萘洛尔组和PSN NPs组的肿瘤组织和转移的淋巴结的大体标本、H＆E染色和肿瘤细胞凋亡情况。通过免疫荧光染色检测PBS组、SN NPs组、普萘洛尔组和PSN NPs组小鼠PCa原位移植瘤模型治疗后肿瘤的神经密度、层粘连蛋白（laminin,Lam）密度和Ki-67指数。通过检测小鼠的正常器官的生化功能指标、H＆E染色组织形态、神经功能和神经标志物表达,以评估PSN NPs对小鼠的急性期、亚慢性期和慢性期的全身毒副作用。组间差异采用Kruskal-Wallis非参数检验。生存曲线用Kaplan-Meier法分析,生存曲线之间差异的统计学意义用log-rank检验。P<0.05为差异有统计学意义。结果:通过BLI定性和定量分析、体重的监测、生存曲线、肿瘤组织和转移的淋巴结的大体标本、H＆E染色和肿瘤细胞凋亡情况分析等方式对PBS组、SN NPs组、普萘洛尔组和PSN NPs组的小鼠PCa原位移植瘤的进展进行评估,明确了PSN NPs对PCa进展的抑制作用最为显著。与对照组相比,PSN NPs使PCa原位移植瘤的小鼠的存活率提高到83.3%,PCa组织的神经密度、Lam密度和Ki-67指数降低2倍以上。PSN NPs治疗后,小鼠的主要器官的重要血生化指标和组织形态在急性期、亚慢性期或慢性期都未见异常,正常组织的神经功能和神经标志物的表达未受影响。结论:PSN NPs能够靶向递送普萘洛尔至PCa神经微环境,对PCa进行靶向治疗,抑制PCa的进展。PSN NPs不仅对正常组织无毒性作用,也对正常组织的神经功能和神经标志物的表达无副作用,为PCa的治疗提供了新策略。