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恶性肿瘤整体发病率呈现逐年上升的趋势。放化疗联合治疗是临床上常用的肿瘤治疗方法。然而,化疗药物全身分布,其肿瘤积累量低,且对健康组织具有非选择性毒性;放射治疗方面,正常组织对放射剂量的耐受性有限。因此,放、化疗治疗目前对有些肿瘤还难以满足临床要求。同时,肿瘤微环境乏氧使肿瘤对放、化疗具有耐受性。因此,我们迫切需要探索肿瘤放化疗联合治疗新的路径和方法。本论文基于聚丙烯酸(PAA)包覆的超顺磁性氧化铁纳米颗粒(PAA@USPIOs),构建了顺铂(Pt)负载、聚多巴胺(PDA)包覆、肿瘤EGFR受体靶向的多功能肿瘤治疗系统。以磁共振成像/光声成像(MRI/PAI)引导,评估其对肿瘤的放化疗联合治疗疗效。由于Fe2+和Fe3+分别具有过氧化物酶和过氧化氢酶的性质,USPIOs靶向肿瘤后于肿瘤微酸性环境中分解,引发芬顿反应,在增强肿瘤治疗(Fe2+)的同时,有望缓解肿瘤乏氧(Fe3+)状态,促进肿瘤的放化疗。PAA@USPIOs由古宏晨教授组提供。该纳米颗粒粒径4.5nm,具有厚的PAA包覆层,占总质量的58.26%。由于羧基能够与活化的顺铂进行螯合,因此将PAA@USPIOs分散在活化的顺铂水溶液中,可实现高效顺铂负载。为减少载药纳米颗粒到达靶部位前药物提前释放、赋予颗粒光热性质、并能够实现进一步的表面修饰,同时不阻碍药物和铁离子的释放,对顺铂负载的PAA@USPIOs又进一步进行了聚多巴胺的包覆。多巴胺在弱碱性条件下(p H=8.5)能够自聚,短的包覆时间可实现薄的包覆,同时也能够方便地进行聚乙二醇(PEG)的表面修饰,达到增强生物相容性和亲水性、延长纳米颗粒血液循环时间,同时提供生物分子进一步修饰的位点的目的。EGFR受体靶向GE11小肽(YHWYGYTPQNVI)的偶联通过点击化学方法进行,分别在PEG试剂和GE11小肽末端偶联炔基和叠氮基团,构建点击化学模块,在Cu(Ⅱ)的催化下实现GE11小肽与由顺铂负载、聚多巴胺包覆和PEG修饰的USPIOs的偶联,制备肿瘤细胞EGFR受体靶向肿瘤诊疗体系(GE11-PDA-Pt@USPIOs)。在此基础上,对该体系的特异性、改善肿瘤微环境能力、生物相容性及放、化疗的疗效进行了体内外的评估。本研究构建出可以靶向EGFR的纳米颗粒,实现了顺铂的高效负载;包覆聚多巴胺后的纳米颗粒具有良好的光热性质,且不阻碍药物和铁离子的释放;GE11小肽的偶联效率较高(95%-97%);细胞靶向性实验显示GE11-PDA-Pt@USPIOs对EGFR肿瘤细胞具有高度特异性,具备良好的细胞靶向效果;细胞乏氧实验证明GE11-PDAPt@USPIOs能够有效地催化H2O2分解为氧气,改善肿瘤乏氧环境;细胞疗效实验中GE11-PDA-Pt@USPIOs可有效地抑制肿瘤细胞的生长,放化疗联合治疗手段的抑制效果更加明显,表现出良好的细胞治疗效果;使用纳米颗粒进行体内MRI和PAI成像诊断,结果证明靶向纳米颗粒能够特异性靶向肿瘤,在肿瘤区域快速聚集,肿瘤的免疫组化结果验证H1299肺癌细胞为EGFR高表达,肿瘤组织的普鲁士蓝染色实验也证明了纳米颗粒在肿瘤部位的高度聚集;光声成像结果显示靶向氧化铁纳米颗粒能够催化肿瘤内源性H2O2的分解,有效地改善肿瘤乏氧环境;动物体内治疗结果显示顺铂具备抑制肿瘤生长的效果,放化疗联合治疗能显著地抑制肿瘤的生长,延长生命周期,且H&E组织染色结果显示探针对其他器官无损伤。研究表明USPIOs能够缓解肿瘤乏氧,GE11-PDA-Pt@USPIOs可以特异性靶向EGFR高表达肿瘤,通过放化疗联合治疗有效的抑制肿瘤生长。