随着纳米医学概念的提出和深入研究,纳米技术为癌症的早期诊断和精准治疗开辟了一条新的道路。蛋白作为一种天然的生物大分子,拥有良好的生物相容性、独特的三维构象和自身特有的功能,在生物医学领域显示出良好的应用潜力。本论文围绕不同组成蛋白自组装体系的创新合成,系统开展了基于蛋白的纳米生物材料的设计合成及其肿瘤高效治疗研究,相关研究为医学转化的纳米生物材料的构建提供了重要的参考,具体包括以下几方面的研究内容:（1）构建体内快速代谢的生物环境响应型纳米平台用于氧增强型放疗的研究:本研究设计合成了一种具有生物环境响应的过氧化氢酶修饰的硫化铋白蛋白纳米复合体系,其在正常组织的中性pH条件下容易解体为小尺寸的材料,有利于从正常组织中快速代谢清除,有效地规避了纳米材料长期滞留在正常组织中引起的潜在风险;而通过EPR效应富集在肿瘤部位的纳米复合物在弱酸性的肿瘤微环境中相对稳定,并且修饰的过氧化氢酶可以催化肿瘤微环境中的H₂O₂分解产生氧气,一定程度上缓解了肿瘤乏氧。硫化铋纳米颗粒的放射增敏结合肿瘤乏氧的缓解,显著增强了肿瘤放疗的治疗功效。因此,所构建的纳米复合体系既有效克服乏氧肿瘤细胞的耐放射性,提高放射增敏剂对肿瘤放疗的增强效果,又减少其在正常组织中的长期滞留,提高治疗安全性。（2）镶嵌放射增敏剂于负载药物的铁蛋白外壳用于肿瘤联合治疗的研究:为了规避抗癌药物对正常组织的副作用,并提高单一化疗的治疗功效,本研究设计合成了一种新型的基于铁蛋白的肿瘤诊疗剂材料。铁蛋白空腔内装载的抗癌药物可选择性地在肿瘤细胞的酸性溶酶体中释放,并诱导肿瘤细胞死亡。铁蛋白多肽外壳镶嵌的放射增敏剂硫化铋纳米颗粒既可以增强铁蛋白的结构稳定性,防止药物在体循环过程中泄露;又可以作为CT造影剂为癌症治疗提供影像导航,还能够作为放射增敏剂提高放疗对肿瘤细胞的杀伤力,与化疗共同发挥治疗作用,有效抑制肿瘤的生长,显著提高小鼠的存活率。（3）设计主动靶向和肿瘤深穿透性能的新型声敏剂材料用于肿瘤声动力治疗研究:活性氧介导的肿瘤声动力治疗模式具有高的选择性、无辐射、无创伤和深层组织穿透性等优点,但是活性氧的寿命和扩散距离短,不能实现肿瘤的深穿透,导致活性氧介导的肿瘤声动力治疗功效差。本研究采用转铁蛋白和声敏剂卟啉自组装合成了一种新型的纳米声敏剂。该声敏剂材料继承了转铁蛋白的主动靶向和细胞内循环能力,能够特异性地识别转铁蛋白受体过表达的肿瘤细胞、被肿瘤细胞靶向吞噬、并在肿瘤细胞间连续传递实现肿瘤的深穿透。在外源超声的触发下,瘤内深穿透的纳米声敏剂产生了大量的活性氧,高效抑制了肿瘤的生长。