癌症是一种具有严重威胁性的致死疾病,已成为全世界面临的最严重的公共健康问题之一。在我国,癌症的发病率和死亡率都呈现出逐年上升的趋势。如何有效的治疗癌症是当前医学领域的一大难题,除了手术、放疗、化疗等传统方法外,一些新兴的癌症治疗方法逐渐涌现出来。其中,光热治疗主要是将光热转换试剂选择性定位于肿瘤区域,在近红外光的照射下,将光能转换成热能,杀死肿瘤细胞的一种新兴的肿瘤治疗方法。具有时空可控、对病变组织选择性高、对正常组织侵袭性小、抗癌效果显著等优点。理想的光热转换试剂应具有好的生物相容性,低毒或无毒;优异的近红外光吸收能力;高的光热转换效率;表面易于修饰等特点。在众多光热转换试剂中,金纳米星是一种具有多分支各向异性尖端结构的金纳米颗粒,具有易于合成、尺寸易于调节、表面易于修饰、生物相容性好、光热转换效率高、表面积体积比大、光学性质优异等优点,在多个领域有着巨大的应用潜质。在金纳米星的基础上构筑具有多重功能的纳米复合材料,可以实现光热治疗与其他治疗的协同,也可实现光热治疗与成像结合的诊疗一体化,进而达到更高效的治疗效果。本文以金纳米星作为光热转换试剂,通过对金纳米星表面进行不同的修饰,制备出不同的基于金纳米星的复合纳米材料,用于癌症的有效治疗。具体的研究内容如下:(1)设计了一个基于超分子葫芦[7]脲的可光热控释的金纳米星药物载体用于癌症的光热治疗和化疗联合治疗。以柠檬酸钠和抗坏血酸作为还原剂,通过种子生长法合成了金纳米星,并在金纳米星表面修饰葫芦[7]脲用于提高金纳米星的稳定性,同时利用葫芦[7]脲具有的疏水性空腔装载化疗药物喜树碱。在近红外光的照射下,金纳米星可以将光能转换成热能,葫芦[8]脲作为热敏分子笼,实现基于超分子的光热可控药物释放,最终达到光热治疗和化疗协同治疗的效果。(2)设计了一个基于金纳米星的多功能纳米探针,用于精确调控黑色素瘤细胞的凋亡,并在原位对其进行凋亡监测。该探针由金纳米星,细胞穿膜肽TAT以及Cy5荧光基团修饰的caspase-3底物多肽三部分组成。由于纳米表面荧光转移效应,制备的金纳米星探针会淬灭Cy5的荧光。在近红外光照射下,由金纳米星光热效应激活的细胞内caspase-3会特异性水解探针上修饰的底物肽,导致Cy5荧光基团脱离金纳米星表面,使Cy5的荧光恢复,从而实现对细胞凋亡的检测。此外,还可以根据caspase-3成像的反馈,通过调节光热剂量来精确调控细胞凋亡。(3)在上述多功能纳米探针的基础上,设计了一种以金纳米星光热治疗为基础,与免疫佐剂CpG结合的抗转移瘤的治疗策略,在动物肿瘤模型上研究了基于金纳米星的光热免疫治疗对于远端转移瘤的治疗效果。通过金纳米星的局部光热治疗诱导原发瘤肿瘤细胞的免疫原性死亡,会原位产生肿瘤相关抗原和释放损伤相关分子模式,进一步激活系统的免疫反应,实现对原发瘤和远端瘤的有效治疗。