恶性肿瘤作为全球最凶狠的杀手之一,严重威胁着人类的身心健康。肿瘤微环境（Tumor Microenvironment,TME）响应性纳米载体用于肿瘤精准诊疗集药物靶向输送、诊断和治疗于一体,克服了传统治疗手段（手术治疗、化学治疗和放射治疗）特异性差、毒副作用大、治疗不彻底等局限性,为人类战胜肿瘤的愿景展现出了广阔的前景。常规方法制备的纳米剂,由于是体外制备,所用材料往往不是体内本身存在的,当其应用到体内时,可引起机体的免疫响应,进而被视为异物由巨噬细胞捕获,这大大降低了治疗效果。近年来,生物仿生技术,尤其是细胞膜仿生伪装的纳米载体,由于其优异的生物相容性、低免疫原性,有效避免了单核巨噬细胞系统以及网状内皮系统对其的捕获,使得载体能够在体内长效循环,便于通过增强渗透与滞留效应（Enhanced permeability and retention effect,EPR）被动靶向富集到肿瘤部位。并且,一些功能性细胞的趋化性,例如:激活态血小板对受损血管及一些癌细胞膜蛋白的特异性粘附作用,白细胞对肿瘤炎症部位的趋化性,基于这些细胞膜包裹的纳米载体具备主动进攻到病灶处的能力,从而实现对恶性肿瘤靶向治疗的效果。因此,通过生物仿生技术伪装的TME响应性药物载体,有望提高体系的生物相容性,降低免疫原性,进而实现以荧光、磁共振成像等为诊断手段引导的对肿瘤被动、主动靶向治疗。本论文的第一章是综述部分,简明阐述了TME的特征、TME响应性纳米体系的构建、研究现状、挑战以及近些年生物仿生技术用于对肿瘤及相关疾病的靶向诊疗取得的进展,第二章到第四章是本论文的主要研究内容,具体如下:（1）设计了血小板膜仿生包裹的PLGA基纳米颗粒用于抗肿瘤药物靶向递送。传统纳米载体,尽管具备良好的细胞相容性和血液相容性,但是并不代表同时具备良好的免疫相容性,本部分（第二章）旨在设计兼有低免疫原性和主动靶向性的纳米载体。首先,通过EDC键合的方法将水溶性壳寡糖（Chitosan oligosaccharide,CS）接枝到Poly（lactic-co-glycolic acid）（PLGA）分子链上,得到CS-PLGA;然后经纳米沉淀方法制备了载有化疗药物蟾毒灵（Bufalin,Bu）表面多孔并且带正电荷的纳米颗粒CS-pPLGA/Bu NPs;最后将提取的鼠源带负电的血小板膜（Platelet membrane,PLTM）在超声和挤压的协助下经层层自组装包裹在纳米颗粒表面,最终得到PLTM-CS-pPLGA/Bu NPs。该纳米颗粒水动态粒径为192 nm左右,能够在各种缓冲液中稳定存在,并且保留了PLTM关键的免疫调节蛋白CD47（降低免疫原性）和鼠源肝癌细胞（H22）特异性粘附蛋白P-选择素（特异性结合H22细胞表面的CD44受体）。细胞摄取实验结果显示,相对未经PLTM包裹的CS-pPLGA/Bu NPs,PLTM-CS-pPLGA/Bu NPs被H22细胞摄取的量显著提高,相反,巨噬细胞RAW264.7对PLTM-CS-pPLGA/Bu NPs几乎不摄取。细胞毒性实验证明了PLTM-CS-pPLGA/Bu NPs对H22具备很强的杀伤力。小动物活体荧光成像表明Cy5.5标记的PLTM-CS-pPLGA NPs在肿瘤部位的富集量显著高于Cy5.5-CS-pPLGA NPs。在H22肿瘤模型中,此血小板膜仿生的载药体系表现出显著的抗肿瘤活性。综上表明,血小板膜仿生的纳米载体集低免疫原性和主动靶向性于一体,提高了抗肿瘤活性,对肿瘤的靶向治疗展现出了巨大的应用潜力。（2）构建了血小板膜仿生伪装的载药中空二氧化锰纳米颗粒用于肿瘤磁共振成像引导的化学/化学动力结合治疗。第二章,我们证实了血小板膜仿生技术赋予载体的低免疫原性和主动靶向性,在此基础上,第三章我们又设计了肿瘤微环境（TME）响应性的纳米药物输送体系,兼具诊断和结合治疗功能。近些年来,二氧化锰（MnO₂）纳米载体同时兼备TME响应,磁共振（MR）成像以及用作化学动力治疗剂而被广泛研究。然而,已发表的工作中制备的MnO₂纳米剂存在反应速率不可控、制备工艺复杂、颗粒形貌不规则等局限性。本部分旨在采用“绿色化学”的理念制备具有中空结构的MnO₂（Hollow MnO₂,HMnO₂）纳米颗粒,将其用作药物载体,实现对肿瘤的精准诊疗一体化。首先,以FDA批准的PLGA为基材构建的表面多孔PLGA（Porous PLGA,pPLGA）纳米颗粒为模板,原位还原高锰酸钾（KMnO₄）在其表面生长一层MnO₂,经丙酮刻蚀掉PLGA核后,便可获得表面多孔的HMnO₂ NPs。装载化疗药物（Bufalin）后用血小板膜（PLTM）对其仿生包裹,得到最终产物PLTM-Bu@HMnO₂纳米颗粒。经一系列的理化表征,证明了PLTM-Bu@HMnO₂纳米载药颗粒的成功制备。该载体能够响应谷胱甘肽（GSH）和酸性的TME实现药物快速释放,同时所得反应产物Mn²⁺可作为磁共振（MR）造影剂,并且可与肿瘤内源H₂O₂发生类芬顿反应产生活性氧（HO·）,展现出了对癌细胞高效的化学动力治疗效果。在PLTM的伪装下,载体在肿瘤部位具有明显的富集,呈现出了明显的MR成像信号。相对free bufalin和PLTM-HMnO₂ NPs组,PLTM-Bu@HMnO₂ NPs展现出了极强的肿瘤抑制效果,且对小鼠的主要器官无明显的毒副作用。本章研究提供了一种绿色制备HMnO₂纳米颗粒的方法,在对肿瘤MRI引导的精准结合治疗上发挥出了巨大的潜力。（3）Her2特异性亲合体修饰的靶向纳米载药体系用于肿瘤放化疗研究。放射治疗（Radiotherapy,RT）作为一种局部治疗手段,起到的作用和占据的地位日益突出,已成为治疗恶性肿瘤主要方式之一。然而,RT效果在很大程度上受限于肿瘤乏氧问题。这是因为RT破坏的肿瘤细胞DNA在乏氧环境下,更有利于自我修复,从而使得实体瘤对RT产生抵抗性。通过提高实体瘤内O₂含量进行RT增敏是提高对恶性肿瘤治疗效果的一条有效途径。MnO₂,除了第三章介绍的三重作用外,另一个非常出色的作用是其能够催化肿瘤内源H₂O₂分解产生O₂,缓解肿瘤乏氧,从而实现RT增敏。在本章工作中,首先通过纳米乳液组装法制备了具有优异生物相容性的仿生性材料介孔聚多巴胺（Mesoporous polydopamine,mPDA）纳米颗粒,对临床化疗药物顺铂（Cisplatin,简写为Pt）装载后,再在其表面原位还原KMnO₄生长一层MnO₂,随后又在MnO₂层表面聚合了一层PDA,得到Pt@mPDA/MnO₂/PDA NPs。其中,载体最外层PDA的设计不仅为了提高载体整体的生物相容性,而且基于PDA含有丰富的活性基团便于后续的功能化修饰。接着,通过基因工程表达并纯化了特异性结合人表皮生长因子受体2（Her2）的二聚亲合体(Z_Her2),经迈克尔加成或席夫碱反应偶联到了载体表面,从而赋予载体主动靶向进攻Her2阳性表达的人卵巢癌细胞（SKOV-3）的能力。凝胶电泳结果验证了Z_Her2亲合体的成功表达。理化表征证实了具有三明治结构的Pt@mPDA/MnO₂/PDA-Z_Her2 NPs的制备成功,在模拟TME下,该载体可生物降解并实现了药物特异性快速释放。细胞摄取实验证明了Z_Her2赋予载体靶向结合SKOV-3细胞的作用。荷瘤小鼠MR成像结果表明,相对非靶材料Pt@mPDA/MnO₂/PDA NPs,靶向材料Pt@mPDA/MnO₂/PDA-Z_Her2 NPs在肿瘤部位呈现更强的MR信号。肿瘤组织免疫荧光分析结果表明,Z_Her2对荧光标记的载药体系功能化修饰后,显著提高了载体在肿瘤内的富集量。对荷瘤小鼠的化疗结果验证了Z_Her2亲合体赋予载体对肿瘤的靶向性,靶向材料对肿瘤的抑制效果显著高于非靶材料。靶向载药体系中MnO₂的存在极大地增强了放疗效果,肿瘤的体积得到了显著性抑制,且显著降低了乏氧诱导因子-1α（Hypoxia-inducible Factor-1α,HIF-1α）的表达。经治疗后的小鼠肝功和肾功指标均正常,与PBS对照组小鼠没有显著性差异,从而证明了仿生性载体具备良好的生物安全性。综上,本章构建的纳米载体结合了药物靶向输送、放疗增敏、诊断以及结合治疗,展现出了令人鼓舞的治疗效果,为临床增强放疗效果提供了新的思路。综上所述,本文通过生物仿生的方法,构建了兼具低免疫原性、肿瘤主动靶向性和响应TME的纳米诊疗体系。该体系整合了化疗、化学动力治疗及放疗手段,在恶性肿瘤的精准诊疗上取得了可观的效果,这为指导临床转化,降低毒副作用,提高放化疗疗效提供了新的思路。