第一部分射线响应性聚氨基酸纳米凝胶的制备及表征。目的:合成和表征二硒键交联的聚氨基酸纳米凝胶。材料与方法:首先以m PEG-NH2为大分子引发剂引发BLG-NCA单体开环聚合并脱掉苯甲基保护制备聚乙二醇单甲醚-block-聚（L-谷氨酸-co-γ-2-氯乙基-L-谷氨酸酯）（m PEG-b-P（LGA-co-CELG））,并通过1H NMR、傅里叶红外图谱和凝胶渗透色谱进行表征。然后通过Na2Se2与CELG结构单元侧基上的氯原子的取代反应制备二硒键交联的纳米凝胶。最后,以DOX为模型药物并用嵌段共聚物包裹DOX,然后冻干后获得载药胶束或纳米凝胶。载药胶束和纳米凝胶的体外释放实验在PH7.4的PBS中进行,将载药胶束或纳米凝胶分别照射5Gy,10Gy,25Gy和50Gy后取样测试,DOX的释放通过荧光光谱仪在进行检测（λex=480nm）。另外,通过透射显微镜（TEM）和动态光散射（DLS）观察制备的纳米凝胶照射前后的大小和形态。结果:纳米凝胶是通过胶束内核中CELG结构单元上的氯原子与Na2Se2的取代反应得到的。TEM考察了胶束和纳米凝胶的形貌。结果表明胶束和纳米凝胶均为球形,照射前的平均粒径为50和40 nm。相比较,通过DLS测得的Rh分别为56.2±5.1和42.3±6.2nm。纳米凝胶在照射之前为球形,经过5Gy照射后,纳米凝胶变得肿胀,粒径增大,形状仍保持球形;照射剂量增加至25Gy时可以看到纳米凝胶的肿胀明显,形状不规则,粒径明显增大;而当照射剂量增加到50Gy时,纳米凝胶出现肿胀、破裂,周围出现不规则团块,说明纳米凝胶的结构已经完全破坏。未照射的纳米凝胶没有明显的起始释放高峰,经过X射线照射的纳米凝胶表现为不同的释放行为,随着射线剂量从0Gy增加到50Gy,DOX的释放量也相应增加。经过5Gy照射后的纳米凝胶在8h有50%DOX释放;照射剂量增大到25Gy时,40h的释放率达到60%以上。当射线剂量增加至50Gy时,DOX的释放率在8h时达到81%。说明随着照射剂量的增加,纳米凝胶的结构破坏程度逐步增加,到50Gy时结构接近完全破坏,所以达到最大的释放率。而未照射的纳米凝胶没有明显的起始释放峰,说明纳米凝胶的结构没有明显改变。而照射后,由于射线的间接作用产生大量的自由基,这些自由基破坏了纳米凝胶的二硒键,造成了包载的DOX的释放。总结:通过功能化m PEG-NH2同步引发BLG-NCA和CELG-NCA开环聚合并脱掉苯甲基保护制备嵌段共聚物m PEG-b-P（LGA-co-CELG）。该嵌段共聚物可以在p H=7.4的PBS中自组装成胶束。Na2Se2取代胶束内核中的氯原子得到二硒键交联的纳米凝胶。DOX作为模型抗肿瘤药物载入胶束和纳米凝胶的空腔。通过不同剂量射线的照射来验证纳米凝胶的射线响应性。结果显示X射线通过破坏二硒键引起纳米凝胶的结构破坏,从而导致包载的DOX释放。释放率与照射剂量相关。第二部分:二硒键交联聚氨基酸纳米凝胶体外和体内的抗肿瘤疗效观察目的:探讨二硒键交联聚氨基酸纳米凝胶体外及体内的抗肿瘤疗效。材料与方法:1)体外细胞增殖抑制实验:实验分为照射组和非照射组,照射组包括单纯照射、Free DOX、Nanogel和Micelle;非照射组包括PBS、Free DOX、Nanogel和Micelle,将照射组细胞各照射5Gy,测定48小时后细胞增殖情况。2)细胞内药物释放实验:通过激光共聚焦显微镜（CLSM）和流式细胞仪检测载药胶束和纳米凝胶在A549细胞内的释放情况;3)体内实验:皮下移植瘤模型建立成功后（裸鼠肿瘤体积增长到?80mm3）开始实验,按照DOX剂量为5.0 mg/kg体重配制DOX、Micelle和Nanogel的药物溶液。每隔4天尾静脉注射治疗1次,共6次,第六次不治疗。每次给药后10h行放射治疗,共放疗5次。每隔1天测量荷瘤鼠肿瘤的大小及体重的变化,分别绘制成曲线。尾静脉注射药物后,将右下肢肿瘤部位暴露在射线下,给予X射线照射,单次剂量为5Gy,源靶距44mm。处死小鼠后,通过观察瘤体体积变化,重量变化,组织切片HE染色、免疫组化染色和TUNEL染色观察各组抗肿瘤效果。摘眼球取血0.5-1ml,检测小鼠肝功能,肾功能和心肌损伤指标。取心、肝、脾、肺和双肾切片后HE染色观察是否存在损伤。4)为了对比观察纳米凝胶的辐射响应性及体内抗肿瘤效果,该部分的实验组别分为八组,其中PBS组,游离DOX组、载药胶束组和纳米凝胶组属于非照射组、单纯照射组、游离DOX+照射组、载药胶束+照射组和纳米凝胶+照射组属于照射组,PBS处理组作为阴性对照。结果:细胞体外增殖抑制实验:随着DOX浓度升高,A549细胞的存活率逐渐下降。在相同的培养浓度下照射组和非照射组相比,照射组细胞表现出较高的细胞抑制率。照射后的纳米凝胶显示出最强的抑制A549细胞增殖的能力;细胞内药物释放:通过共聚焦显微镜可以观察到在未射线照射前,少量药物从Nanogel和Micelle释放,经X-射线照射后,经过2h药物处理后的各组细胞核内均有红色荧光发出,但是载药Nanogel和载药Micelle的红色荧光要比Free-DOX的强。未照射的纳米凝胶和载药胶束的红色荧光强度相似;但是照射后纳米凝胶的红色荧光明显强于载药胶束。流式细胞仪的检测结果与CLSM的结果一致,纳米凝胶未照射时的荧光强度类似于载药胶束,但是一经照射,荧光强度陡然增加,超过了其他各组;载药胶束和纳米凝胶的体内肿瘤抑制效果利用右下肢种植A549细胞的裸鼠评估。从肿瘤生长曲线可以看出:PBS处理组的裸鼠肿瘤增长速度最快,照射组的抑制肿瘤生长的效果要好于非照射组。给药同步放疗的抗肿瘤效果要好于单纯放疗,游离DOX或者载药胶束同步放疗的效果好于单纯放疗,但较纳米凝胶同步放疗的效果差（P<0.01）,也就是说,纳米凝胶同步放疗的抗肿瘤效果最好。治疗结束后分别取出肿瘤称重,结果与肿瘤体积变化曲线的结果一致。不同治疗组的肿瘤组织蜡封后分别进行HE、TUNEL和免疫组化染色以便进行病理分析。通过计算肿瘤组织切片中的坏死区域面积来反映药物和/或射线的抗肿瘤效果。PBS处理组细胞状态正常,没有明显的形态变化和染色质聚集。用药组和照射组的各组肿瘤组织切片中均发现坏死细胞,坏死区域呈岛屿状或者不规则形状。纳米凝胶同步放疗组的肿瘤组织切片坏死区域面积最大,对肿瘤组织造成了最严重的损坏,治疗效果最好。TUNEL检测示PBS处理组只见到零星凋亡细胞分散,没有明显的FITC的荧光信号。其他药物和/或射线处理组却呈现出不同程度的凋亡区域,纳米凝胶同步X射线照射与载药胶束或游离DOX相比,表现为最严重的细胞凋亡。免疫组化染色标记凋亡相关蛋白caspase-3也显示纳米凝胶同步放疗组阳性表达最明显。病理检测结果与肿瘤体积变化的曲线分析结果一致。为了系统地比较在治疗结束后游离DOX、载药胶束和纳米凝胶所造成的机体毒性,分别检测了重要脏器的病理改变及血清生化指标。结果显示载药胶束和纳米凝胶体系在体内肿瘤治疗中表现出良好的治疗效果和较低的机体毒性。总结:本课题通过体外实验和体内实验来验证二硒键交联的聚氨基酸纳米凝胶的射线响应性。MTT显示照射后的纳米凝胶显示出最强的抑制A549细胞增殖的能力,CLSM和流式细胞仪检测显示照射后的纳米凝胶在细胞内药物释放能力最强。体内实验从A549移植瘤的生长曲线、HE染色中坏死区域面积及凋亡检测几方面反映出纳米凝胶同步放疗的抑瘤优势。另外,治疗结束后的安全性评价显示载药纳米凝胶体系在体内肿瘤治疗中表现出良好的治疗效果和较低的机体毒性,预示着其在肿瘤治疗中良好的临床应用前景。