肺癌是男性和女性癌症死亡的主要原因。尽管在过去20年中肺癌的诊断和治疗手段有了飞速发展,但其预后仍不尽如人意,大多数肺癌病人发现时已进入晚期,无法进行手术治疗,晚期肺癌患者的中位生存期仅约为8～10个月。肺癌主要分为非小细胞肺癌和小细胞肺癌,其中非小细胞肺癌（NSCLC）占80%以上,其主要治疗方法包括手术、化疗、放疗及分子靶向治疗。化疗是临床治疗肺癌的常用手段,目前一线化疗方案仍以铂类为主,特别是顺铂,单独或与其他化疗药物组合广泛地用于不可切除的NSCLC或者手术后的辅助治疗。顺铂用于化学治疗的机制主要是诱导产生DNA损伤,从而导致周期停滞。但顺铂治疗往往最初治疗效果不错,但后期容易发生化疗耐药而导致治疗失败。放射治疗是肺癌的另一种治疗方法,主要是通过直接的DNA物理损伤或来自活性氧自由基的间接损伤来达到局部控制肿瘤细胞的目的。然而,与顺铂耐药性发展相似的是,癌细胞可通过动态相互作用和多种促存活因子的调节而获得对电离辐射诱导的细胞凋亡的抗性,从而最终导致治疗失败。虽然很多研究已经提出了许多顺铂耐药和放疗抵抗发生的机制,但尚不清楚这两者的发生是否具有相同的分子机制和遗传修饰谱。在这项研究中,我们在顺铂耐药（A549CisR和H292CisR）、放射抵抗（A549R26和H292R22）细胞与亲代细胞间比较了关于DNA修复和抗凋亡相关分子的表达谱,试图揭示导致这两种抗性产生的最关键分子。神经内分泌化定义为形态学的变化和神经内分泌化标记物的阳性染色,如神经胺、神经肽、神经元特异性烯醇化酶、嗜铬粒蛋白A、突触素、阿黑皮素原和CD56。神经内分泌化现象可以在多种实体瘤中观察到,包括肺癌、结直肠癌、乳腺癌、前列腺癌和胰腺癌。但神经内分泌化现象与肿瘤的治疗预后情况可能还是取决于肿瘤细胞的类型。有研究提出神经内分泌化现象参与前列腺癌的化疗耐药,但也研究指出具有高水平神经内分泌化现象特征的小细胞肺癌具有极强的化学敏感性和放射治疗敏感性。非小细胞肺癌的神经内分泌化现象是否与治疗抵抗相关,是否会导致其恶性进展?在第二部分中我们在A549放疗抵抗细胞株（A549R26-1）和H157放疗抵抗细胞株（H157R24-1）中研究了神经内分泌化和放疗抵抗性的相关性。化学治疗目前是临床上广泛应用的抗肿瘤药物治疗方法,但是由于没有足够有效的递送方法使化疗药物在肿瘤组织特异性释放,造成化疗药物对正常组织的毒副作用,限制了化疗效果的发挥。如何使肿瘤化疗药物具有更佳的选择性及更强的特异性仍然是亟需解决的关键问题。在第三部分中我们构建了一个双重缺氧反应性药物递送系统来实现光动力治疗（PDT）诱导药物释放并且通过光动力治疗诱导的缺氧激活递送药物活性。第一部分DNA修复和抗凋亡相关分子与非小细胞肺癌放化疗抵抗的相关性研究目的:明确DNA修复和抗凋亡相关分子与非小细胞肺癌放化疗抵抗的相关性。方法:通过长期使用小剂量顺铂或辐射处理亲代细胞构建顺铂耐药和放疗抵抗的非小细胞肺癌细胞株;在两个细胞株及对应亲代细胞株间,用qPCR筛检DNA修复和抗凋亡相关分子表达,Western印记分析和IHC分析对比验证;使用相应分子抑制剂及基因敲除细胞株验证对顺铂耐药及放射治疗敏感性恢复情况。结果:我们发现NFκB和TNFα分别是顺铂耐药和放疗抵抗最明显上调的分子。Western印记分析亲代和放射治疗抵抗细胞株及IHC分析A549P、A549CisR和A549R26细胞株造模的移植瘤后其结果更进一步肯定了该结论。用NFκB和TNFα特异性抑制剂、NFκB和TNFα敲除的细胞株也再次证实了,抑制或者敲除NFκB可以逆转顺铂耐药,抑制或者敲除TNFα可以提高放疗抵抗肺癌细胞的放疗敏感性。结论:NFκB和TNFα可用作预测或者诊断放化疗治疗过程中产生抵抗性的标志物。第二部分神经内分泌化与非小细胞肺癌放疗抵抗的相关性研究目的:明确神经内分泌化与非小细胞肺癌放疗抵抗的相关性方法:通过长期使用小剂量辐射处理亲代细胞构建放疗抵抗细胞株A549R26-1和H157R24-1;观察细胞形态学上是否存在神经内分泌化特征;IHC验证放疗抵抗的A549R26-1衍生的肿瘤组织中是否存在比相应亲代细胞衍生的肿瘤组织中更高的NED标志物表达;使用Western印记分析和ELISA测定相关分子水平,使用抑制剂干预及qPCR技术检测相关分子信号通路。结果:我们发现在A549R26-1和H157 H157R24-1中存在明显的癌细胞神经内分泌化特征,并且在放疗抵抗的A549R26-1衍生的肿瘤组织中观察到比在相应亲代细胞衍生的肿瘤组织中更高的NED标志物表达。在进一步的机制研究中,我们发现A549R26-1和H157R24-1细胞中的NED诱发伴随着细胞内cAMP和IL-6水平的增加。腺苷酸环化酶是负责cAMP生成的酶,用腺苷酸环化酶（AC）的抑制剂（SQ22536）或IL-6的中和抗体（Ab）处理放疗抵抗肺癌细胞,可以导致放疗抵抗肺癌细胞中NE样特征减少。此外,我们也发现MEK/Erk是在放疗抵抗肺癌细胞中触发cAMP和IL-6介导的NED诱发的信号传导途径。表现出高NE样特征的放疗抵抗肺癌细胞也显示出比亲代细胞更高的放疗抵抗性和更高的转移潜力。当我们抑制cAMP-或IL-6介导的途径或下游MEK/Erk信号通路时,放疗抵抗肺癌细胞的放射敏感性显着增加,并且其转移潜能显著降低。在小鼠体内研究中,通过用MEK/Erk抑制剂治疗荷瘤小鼠可以减少NED,增加放疗敏感性。当用MEK/Erk抑制剂处理荷瘤小鼠时,肿瘤组织的免疫组织化学染色可以观察到了 NED/上皮-间质转化（EMT）标志物表达的降低。结论:由cAMP和IL-6介导的通路对NSCLC细胞中放射诱发NED是至关重要的,直接阻断这些信号传导途径或者替代地靶向下游MEK/Erk信号传导途径可以有效地抑制NED过程并降低转移潜力。第三部分光动力强化的双重乏氧响应性纳米药物用于高效选择性抗肿瘤治疗目的:构建光动力强化的双重乏氧响应性纳米药物递送系统,并在体内外实验中验证用于抗肿瘤治疗的高效选择性。方法:合成疏水的烷基化2-硝基咪唑聚乙烯亚胺（PA）和透明质酸二氢卟吩e6（HA-Ce6）,两者自组装形成纳米粒,并包载生物还原剂类抗肿瘤药替拉扎明。使用动态光散射和透射电镜测量纳米粒在正常及缺氧条件下的粒径。通过MTT试验测量材料本身以及纳米药物递送系统的抗肿瘤效果。通过抑瘤曲线、HE和凋亡实验验证纳米药物递送系统的体内抗肿瘤效果。结果:整个药物递送系统（PA/HA-Ce6@TPZ）可以通过HA的肿瘤靶向性介导实现肿瘤部位的药物积聚。在受体介导的内吞后,光照（660nm,10 mW/cm2）产生活性氧自由基介导PDT并造成肿瘤局部进一步乏氧的微环境,乏氧环境下疏水的2-硝基咪唑转换成亲水的2-氨基咪唑,从而导致纳米粒的解离、释放替拉扎明,局部的乏氧环境激活替拉扎明活性最终达到光动力效应和乏氧强化的生物还原剂类协同抗肿瘤作用。结论:我们设计并验证了一个双重乏氧响应的纳米递送系统,该递送系统可以对肿瘤组织实现通过PDT诱导乏氧以及PDT和PDT激活的生物还原性化学协同治疗。双重控制释放药物和药物活性的定点激活策略可以使药物高选择性的递送至肿瘤,从而使抗肿瘤治疗效能最大化而副作用最小化。最后对本论文工作进行了总结,并对今后的研究课题进行展望。