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摘要骨肉瘤是儿童和青少年最常见的肿瘤之一，恶性程度极高，严重时常导致截肢瘫痪，对社会和家庭危害巨大。自上世纪七十年代以来开展化疗结合外科手术治疗的方法，将骨肉瘤患者的生存率从不足20%提高至60-70%左右。然而近四十年患者的生存率均未得到进一步明显提高，骨肉瘤的治疗进入瓶颈期。随着纳米技术的进步与发展，越来越多基于纳米材料的抗肿瘤方式得到迅速发展。其中化学动力学疗法（chemodynamictherapy,CDT）是基于过氧化氢（H2O2）含量高和弱酸性的特定肿瘤微环境，将过量的H2O2通过芬顿/类芬顿反应催化生成羟基自由基（?OH），从而杀伤肿瘤细胞，是一种新颖的肿瘤治疗策略。传统的铁基芬顿催化剂在肿瘤弱酸性环境中反应速率较低，本实验室前期开发的具有双催化系统的中空介孔铜铁氧纳米颗粒（hollowCuFe2O4nanoparticles,HCFNPs）在弱酸性环境中显示良好的芬顿催化活性，但仅依赖单一方式对于肿瘤治疗来说是远远不够的，多模式联合疗法为高效治疗肿瘤提供可能。光热治疗（photothermaltherapy,PTT）、化疗及基因治疗都是肿瘤治疗的有效策略。本研究制备了聚多巴胺涂覆的HCFNPs（HCF@polydopaminenanoparticles,HCFPNPs）负载阿霉素（doxorubicin,DOX）和热休克转录因子1的小干扰RNA（smallinterferingRNAofheatshocktranscriptionfactor1,siHSF1），将CDT/PTT/化疗/基因治疗多模式疗法集于一体，实现温和有效地抗骨肉瘤的目的。此外，由于肿瘤患者在治疗中使用的大剂量化疗药物会导致机体免疫力降低，一旦发生感染则会影响肿瘤治疗进程甚至导致患者死亡，故本论文也研究了HCFPNPs在CDT/PTT作用下的抗感染效果。本论文的主要内容和结论如下：<br>　　(1)HCFP@DOXNPs在CDT/PTT/化疗联合作用下的抗骨肉瘤研究：通过盐酸多巴胺在弱碱性溶液中（Tris-HCl,pH8.0）的自聚合作用将聚多巴胺（polydopamine,PDA）涂覆在HCFNPs表面，通过透射电镜、红外光谱、zeta电位及水合动力直径等结果证明PDA成功涂覆在HCFNPs表面。通过生物透射电镜显示HCFPNPs可进入细胞内，活性氧探针（DCFH-DA）和谷胱甘肽检测结果显示HCFPNPs不仅促进细胞内产生大量活性氧并且具有一定的温度依赖性，也可以降低胞内谷胱甘肽水平。HCFPNPs在近红外光（nearinfrared,NIR）照射下可促进细胞凋亡以及降低细胞增殖率。另外基于HCFPNPs的中空介孔结构以及PDA与DOX静电作用、π–π叠加相互作用DOX高效地装载至HCFPNPs上，其释放呈现pH和光热响应性能。体外细胞和体内动物实验均证实HCFP@DOXNPs表现出优异的抗骨肉瘤效果，实现了CDT/PTT/化疗多模式协同抗骨肉瘤的效果。<br>　　(2)siHSF1联合热疗的抗骨肉瘤效果及其机制研究：针对低温热疗的热抵抗问题，创新性地采用siRNA抑制热休克反应上游调控因子HSF1的表达，可同时降低热疗中多种热休克蛋白（heatshockproteins,HSPs）表达。通过细胞增殖实验、细胞凋亡以及细胞划痕等细胞生物学实验说明siHSF1联合热疗可提高骨肉瘤细胞死亡率以及抑制细胞迁移。通过免疫荧光染色以及细胞周期实验发现siHSF1可同时抑制热疗时HSF1的表达及其核转位，并且将细胞阻滞在G0/G1期检查点来抑制细胞的增殖。<br>　　(3)HCFP-NH2@DOX-siRNA在CDT/PTT/化疗/基因治疗作用下的抗骨肉瘤研究：针对siHSF1基因递送载体的构建及降低CDT/PTT/化疗时的热抵抗问题，采用3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）对HCFPNPs进行氨基化修饰以使其表面携带大量带正电的氨基基团，通过静电作用以及π-π叠加作用力来实现HCFPNPs对siRNA的装载。通过荧光显微镜和流式细胞仪检测结果显示HCFP-NH2NPs可成功同时递送DOX和siRNA进入骨肉瘤细胞内，并且有效降低HSF1基因和蛋白的表达。最后通过体外细胞和体内动物实验研究发现HCFP-NH2@DOX-siRNA在温和光热下具有良好的抗肿瘤效果。<br>　　(4)HCFPNPs的抗菌效果及机制研究：针对肿瘤治疗过程可能导致细菌感染的问题，研究了HCFPNPs在CDT/PTT作用下的抗感染效果及机制。通过平板涂布以及细菌死活染色研究结果显示，HCFPNPs对浮游细菌甚至对在植入体表面的细菌都具有良好的杀菌性能。并研究了其可能的杀菌机制：HCFPNPs吸附在细菌细胞壁上，NIR光照射时HCFPNPs吸收近红外光转化为热量，使细菌细胞壁温度升高，流动性增大，细菌膜的通透性增加，导致细菌DNA的流出；另外在PTT时温度的增加能进一步增加HCFPNPs的芬顿反应的催化速率，产生大量的羟基自由基，继而造成细菌死亡。同时通过体内动物实验显示HCFPNPs在NIR照射下具有良好的抗感染效果。<br>　　综上所述，本研究针对骨肉瘤治疗的临床科学问题，采用新型芬顿制剂CuFe2O4@PDA及其复合材料作为载体负载化疗药物及siRNA，实现CDT/PTT/化疗/基因治疗多模式疗法，为骨肉瘤的治疗提供新的策略。