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摘要纳米放疗增敏是近十年来的研究热点，主要集中在通过金（Au）等高原子序数元素介导的放射增强来增加细胞内辐射沉积。金属团簇是一类新兴的纳米材料，其较高的原子序数使其对X-射线有较强吸收，在纳米放射增敏领域有着巨大应用潜力。金属团簇超小的尺寸和多功能的表面化学性质赋予其优异的光物理性能和高肾脏清除率。目前用于肿瘤治疗研究的金属团簇大多缺乏精确的结构解析且功能单一，极大地限制了对其构效关系的研究，且无法有效抑制转移性肿瘤。因此，利用功能性配体设计和构筑具有良好生物相容性的高性能金属团簇放疗增敏剂具有光明的生物医学应用前景。<br>　　本论文的研究工作主要集中在通过配体设计和内核调控制备具有特定功能的原子级结构精确金属团簇，用于放射相关肿瘤治疗效应研究。<br>　　本论文包含以下三部分研究内容:<br>　　一、合金化是调节金属团簇性能的一种有效策略。金属团簇是一类应用前景光明的放疗增敏剂，然而肿瘤乏氧微环境常导致放射抗性，限制其治疗效果。在该部分工作中，我们合成了具有明亮发光和良好生物相容性的原子级结构精确合金簇Pt2M4（M=Au、Ag、Cu）,并研究了其组分依赖类酶活性和放疗增敏效应。实验结果表明，只有Pt2Au4簇表现出良好的类过氧化氢酶活性，且放疗增敏效果最优异。Pt2Au4簇催化肿瘤内源性H2O2分解产生O2,可以很好地调节肿瘤乏氧以提高放疗效果。该工作通过簇合金化策略调控了团簇的类酶活性，为改善乏氧肿瘤治疗提供了新思路。<br>　　二、原子级结构精确的金团簇在高原子序数元素基放疗增敏剂的开发中占据重要地位。我们通过配体设计制备了靶向线粒体的水溶性Au25（S-TPP）18簇（TPP-SNa=3-（三苯基磷）丙烷-1-硫代溴化钠），用于增强放射-免疫联合治疗。与Au25（SG）18簇（SG=谷胱甘肽）相比，Au25（S-TPP）18簇由于其线粒体靶向能力、较高的ROS产生能力以及对硫氧还蛋白还原酶活性的显著抑制作用而表现出更高的放疗增敏效应。此外，增强放疗触发的远端效应与免疫检查点阻断剂相结合，表现出对远位肿瘤生长的有效抑制。本工作通过配体设计赋予金属团簇细胞器靶向能力，为进一步推进金属团簇在精准治疗中的应用奠定基础。<br>　　三、复合肿瘤诊疗剂的开发与应用是癌症治疗领域的新趋势。该部分工作中，我们制备了具有聚集诱导发光(AIE)性能的Au4簇，通过与氧化铁(IO)簇组装并修饰环状RGD(cRGD)肽构建了多功能诊疗平台(Au4-IO NP-cRGD)。其中Au4簇可用于荧光成像和放疗增敏，IO簇可实现磁共振成像和基于芬顿反应的化学动力学治疗，放化疗产生的大量活性氧(ROS)导致癌细胞凋亡和坏死。体内研究表明，Au4-IO NP-cRGD具有良好的生物相容性，协同治疗组的肿瘤抑制率高达81.1％。双模态成像介导的肿瘤联合治疗的成功表明AIE策略在构建多功能癌症诊疗平台方面具有应用前景。