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摘要纳米酶学的蓬勃发展为癌症的精确诊断和高效治疗开辟了一条崭新的道路。化学动力学治疗(CDT)是利用纳米酶（例如Fe基、Mn基、Cu基等纳米生物材料）催化肿瘤微环境(TME)的过氧化氢(H2O2)发生芬顿或类芬顿反应产生活性氧物种(ROS)来抑制肿瘤细胞生长的治疗方式。常见的ROS有羟基自由基(·OH)、单线态氧(1O2)、H2O2及超氧自由基等。文献调研发现，较高浓度的ROS通过细胞氧化应激反应可以诱导肿瘤细胞凋亡甚至导致其坏死。本论文针对TME的特点，提出增强TME的O2浓度、H2O2浓度和反应温度三个策略，分别设计构建三种纳米酶用于增强肿瘤区域ROS的生成，并对其肿瘤诊疗性能以及生物学效应等进行了系统研究。主要的研究内容概括如下:<br>　　(1)氧化锰基纳米酶CMHP的构建及其增强光动力学治疗肿瘤的研究。介孔SiO2纳米粒子(MSNs)作为纳米药物载体，因其结构可调控，已经被广泛应用于生物医药领域。利用表面活性剂三甲氧基（十八烷基）硅烷(C18TMS)在分散介质中亲疏性特征的差异，即在乙醇中是“开”的状态，在水中是“关”的状态，作为负载双客体分子Mnox和Ce6的智能“开关”，成功实现基于氧化锰纳米酶的构建。所制备的Ce6/MnOx@HMSNs-PEG(CMHP)纳米酶在偏酸性和H2O2存在的TME不仅具有T1加权的磁共振成像(MRI)性能，同时基于MnOx的过氧化氢酶(CAT)活性，催化TME过表达的H2O2产生O2，一方面缓解了肿瘤区域乏氧的问题，另一方面促进光照条件下产生更多的1O2增强了Ce6的光动力治疗效果。本研究为在空心介孔氧化硅结构中可控装载双功能客体分子提供新的策略，并为癌症诊疗的新方法提供材料支撑。<br>　　(2)基于普鲁士蓝纳米酶GOx@HMPB的构建及其增强化学动力学与光热协同治疗肿瘤的研究。TME相对低浓度的H2O2往往限制了CDT的治疗效率。利用葡萄糖在肿瘤区域的高代谢特征，将葡萄糖氧化酶(GOx)成功装载于中空介孔普鲁士蓝纳米粒子(HMPB)中，一方面利用GOx氧化葡萄糖产生更多的H2O2，另一方面在肿瘤区域偏酸性和较高浓度的H2O2情况下，利用HMPB发生芬顿反应产生·OH。同时在近红外光作用下，本身具有光热效果的HMPB光热升温促进更高浓度的·OH的生成，实现对4T1肿瘤模型的高效协同治疗。GOx@HMPB纳米酶的成功构建，为增效CDT和光热协同作用提供切实可行的方案，为HMPB新的生物医学应用和临床转化提供了可能。<br>　　(3)介晶结构Fe3O4纳米酶的构建及其用于增强化学动力学与低温磁热协同治疗肿瘤的研究。Fe3O4纳米粒子由于其独特的磁热性能和纳米酶活性，在CDT和磁热治疗(MH)方面具有重要应用潜力。我们采用溶剂热法，设计构建了空心Fe3O4介晶(MCs)材料。由于介晶结构的独特性能，和同尺寸的多晶Fe3O4(PCs)相比，Fe3O4介晶有着优异的磁热转换效率，比吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)值高达722w·g-1([Fe]=0.6mg·ml-1)。此外，由于Fe3O4MCs有着较Fe3O4PCs更高的Fe2+/Fe3+比和更多的氧缺陷，Fe3O4MCs还有着优异的类过氧化物酶(POD)活性。利用Fe3O4MCs在交变磁场下的升温行为来促进其自身诱导的芬顿反应，从而在TME低浓度的H2O2环境下产生更高浓度的.OH，增强CDT的效果;同时，·OH的生成可有效降低热休克蛋白HSP70和HSP90表达，有助于实现低温磁热治疗(43℃)，提高治疗效果并减少高热引起的副作用。本研究基于单组分Fe3O4MCs实现MH/CDT协同治疗模式为发展更加简单高效的癌症治疗方案提供了新思路。<br>　　本论文为提高肿瘤区域ROS浓度提供了新的思路，分别从提高肿瘤区域O2浓度、H2O2浓度和反应温度三种方式出发增加ROS的产生，有望进一步促进新型纳米酶在动力学治疗肿瘤中的临床转化。