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认识肿瘤微环境对肿瘤细胞侵袭转移和耐药等特性的影响，可为肿瘤的治疗提供理论和实验依据。目前，对于认识肿瘤微环境有以下两个研究热点:一、胞外基质分子与水凝胶材料复合用于模拟肿瘤微环境的研究。其中，海藻酸钙水凝胶的理化性能与细胞外基质的理化性能十分相近，而且制备过程可在生理条件下进行，是肿瘤细胞体外三维培养的理想基质材料。二、胞外基质分子的纳米构建用于模拟肿瘤微环境的研究。实验表明纳米材料的结构和形貌可以影响肿瘤细胞的粘附、生长、迁移和分化等行为。 硫酸软骨素(CS)是多种肿瘤胞外基质的重要成分，对肿瘤生物学行为起着重要的调节作用。因此，论文结合本实验室在海藻酸钙(ALG)水凝胶方面的研究基础，开展了CS修饰ALG水凝胶、制备ALG/CS凝胶微球以及用CS制备纳米粒子的研究，并作为模拟肿瘤微环境的研究工具，考察对肿瘤细胞生长、转移、耐药和干性等生物学特性的影响。主要研究结果如下: (1)建立了CS修饰海藻酸钙凝胶微球的制备方法，考察了微球的形态、粒径、机械强度和通透性等基本特性及其控制条件。成功构建了机械强度和通透性较高的ALG/CS凝胶微球。 (2)考察了ALG/CS凝胶微球制备过程与细胞培养条件下的稳定性及其影响机制。实验结果表明:CS与Ca2+相互作用并稳定存在于凝胶结构中，同时，CS和ALG分子间形成了互穿网络结构而提高了凝胶的稳定性。证明ALG/CS凝胶微球可以作为模拟肿瘤细胞微环境的研究工具。 (3)考察了ALG/CS凝胶微球对肿瘤细胞生物学特性的影响。实验结果表明:舌鳞癌细胞(SAS)、肝癌细胞(LM3)及神经母细胞瘤细胞(SHSY5Y)的活性及转移能力均显著提高，而耐药性和干细胞特性相关基因表达没有显著性变化。进一步的实验证明上述微环境中肿瘤细胞转移能力的提高与金属基质蛋白酶(MMPs)的表达上调相关。 (4)将CS制备成碳纳米粒子，即:硫酸软骨素碳点(CSCDs)，并对其理化性能和生物学功能进行考察。实验结果表明:CSCDs具备传统碳点的荧光稳定性以及多色细胞成像的特性的同时，还仍然具备CS的增强肿瘤细胞活性和MMP基因表达的生物学功能，即:CSCDs具有生物成像和调控肿瘤细胞的双重功能。 本论文制备的ALG/CS凝胶微球以及纳米粒子CSCDs是研究肿瘤微环境理想的仿生材料，为肿瘤细胞生物学特性的研究提供了新的思路和研究模型。