研究背景随着对肝细胞癌（Hepatocellular carcinoma,HCC）的研究逐渐深入,其在诊断方法和治疗策略方面取得了极大的进步,但肝癌的死亡率仍然很高,趋近于其发病率。这种现象的主要原因是由大多数HCC在晚期才能被发现,而此时治疗方式有限所导致。所以,急需一种能在疾病发生发展早期就能将HCC诊断出来的检测方式。但是,由于肝脏环境复杂,特别是在伴有肝硬化的肝癌中,经常出现误诊、漏诊。因此,现有的成像方法难以在早期诊断出微小HCC（＜1.0cm）。为了解决在复杂肝癌环境下精确诊断出微小HCC的问题,我们研发了一种针对肝癌的特异性探针——表面偶联了靶向肝癌表面标志物GPC3蛋白的肽段,孔中含有葡萄糖氧化酶的介孔Fe3O4纳米颗粒（Fe3O4-GOD-Peptide nanoparticles,FGP NPs）。在此肝癌特异性靶向探针的基础上,联合多模成像技术（光声/超声）,可在复杂肝脏环境下,实现肝癌发生发展过程中对微小HCC精准定位和成像,然后通过纳米药物在特殊的肿瘤微环境中进行连续催化反应,对微小HCC进行选择性局部杀灭。研究目的本研究旨在探索HCC发生发展过程中,捕捉早期微小肝癌形成关键点及成像方面的典型变化,并针对肿瘤进行选择性治疗。为HCC的早诊早治做出贡献并为将来HCC的在体功能可视化提供了研究基础。材料方法1.首先,在细胞、动物、人体组织层面验证了 GPC3在HCC中特异性表达。其次,合成肝癌靶向探针Fe3O4-GOD-Peptide（FGPNPs）,并对其进行表征测试。并且,在细胞、动物及人体肝癌组织层面分别证实了 FGP NPs能够特异性聚集在HCC区域。2.随后,通过CCl4诱导肝癌形成小鼠模型来模拟肝癌发生发展过程,通过FGP NPs联合光/超声技术动态监测肝癌的形成及演变过程,从而获得HCC形成的关键时间点及其独特的成像特征。3.最后,对HCC小鼠进行有效的肿瘤局部选择性序贯催化治疗。结果1.通过实验证明,FGP NPs表面的确连接有GPC3靶向肽,介孔中含有葡萄糖氧化酶,且其具有良好的光声信号及对HCC的靶向力。2.通过肝癌诱导小鼠模型模拟肝癌发生发展过程,在此基础上,通过FGPNPs联合光/超声成像技术可用于精准诊断微小HCC,并通过动态对比增强光声成像鉴别HCC结节与其他异常肝结节（如肝硬化结节和坏死结节）,其准确率为85.7%。3.在HCC模型中,通过序贯酶催化反应生成了活性氧,从而促进微小HCC细胞凋亡,其显著提高HCC小鼠的存活率。结论在这项研究中,设计了一种特异性靶向肝癌的探针FGPNPs,其可联合光/超声成像实现对微小HCC高灵敏度和特异性的可视化,其准确率为85.7%。并促进了微小HCC的序贯催化靶向治疗。本研究为复杂肝脏环境下,肝癌发生发展过程中小肝癌的精准早期检测和杀灭提供了研究基础。