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研究目的:来源于人体各个部位的肿瘤一直困扰着医学界的研究者们,至今癌症依然是威胁人类生命健康的巨大挑战。外科手术是治疗肿瘤的主要手段,但是由于肿瘤的异质性及浸润性生长导致手术中肿瘤边界肉眼无法清晰区分。目前临床中主要通过磁共振(Magnetic resonance,MRI)、单光子发射计算机扫描(Single photon emission computer scanning,SPECT)、正电子发射计算机断层显像(Positron emission tomography,PET)等分子影像手段来分辨边界,但扫描的肿瘤边界很难与实际的边界对齐,因此如何实现肿瘤边界的精准划分是临床肿瘤手术切除中需要迫切解决的问题。此外,肿瘤的辅助治疗是指肿瘤切除前实施的治疗手段,旨在缩小肿块并使肿瘤降期,这样有助于后续手术更干净彻底的切除肿瘤。因此发展一种可同时实现术前辅助治疗以及肿瘤边界精确划分的分子探针具有非常重要的意义。研究方法与内容:在金纳米星(Au NS)表面通过二硫键偶联一层近红外的荧光染料Cy5.5修饰的anti-survivin的反义寡核苷酸分子(ASON),构建了Au NS-ASON纳米探针。与“Nano Flares”结构类似,Au NS-ASON表面的寡核苷酸层可帮助其快速穿膜,从而将ASON分子高效运载到细胞内。由于癌细胞内高浓度谷胱甘肽的存在,Au NS表面的二硫键被特异性切断,释放负载的ASON,并使Cy5.5的荧光恢复,从而用于肿瘤边界的精确区分。此外,释放的ASON可显著降低癌细胞内survivin的表达,同时结合Au NS-ASON良好的光热性质,可用于肿瘤术前的光热-基因协同治疗。我们以小鼠皮下瘤为模型,系统地考察了Au NS-ASON纳米探针对肿瘤边界的划分及光热-基因协同治疗效果。研究结果:(1)通过基本的材料表征手段对Au NS-ASON纳米探针进行了测定,Au NS-ASON的粒径为30-50 nm,具有良好的稳定性和生物相容性,且光热转换能力强,在近红外区有较强的吸收,即使在低浓度时用808 nm激光器照射也升温明显。(2)通过细胞内吞、切片及溶酶体共定位实验,证明Au NS-ASON可快速穿膜,且可有效从溶酶体中逃逸;通过体外癌细胞和正常组织细胞共培养实验,证明Au NS-ASON的荧光可被癌细胞特异性激活;通过survivin m RNA定量实验表明Au NS-ASON可显著降低癌细胞内survivin m RNA的表达,MTT及live/dead荧光染色实验进一步表明在808 nm激光的照射下通过光热-基因协同治疗能有效地选择性地杀死癌细胞。(3)构建了小鼠皮下肿瘤模型,并通过近红外荧光成像考察了Au NS-ASON(瘤内注射及尾静脉注射)纳米探针对小鼠肿瘤边界的识别效果。结果表明Au NS-ASON的荧光可被肿瘤组织特异性激活,从而清晰划分边界,且荧光成像结果与HE病理结果一致,成功体现了Au NS-ASON材料用于肿瘤边界划分的可行性。此外,经808 nm激光照射,Au NS-ASON能有效抑制肿瘤的快速生长,从而可作为一种潜在的治疗试剂,用于肿瘤的术前光热-基因协同辅助治疗。结论:在该课题中我们成功制备了Au NS-ASON纳米探针,该探针具有良好的稳定性和生物安全性,且其近红外荧光可被肿瘤中高浓度的谷胱甘肽高特异性激活,从而避免了组织自身背景荧光的影响,同时高信噪比地实现了肿瘤与正常组织边界的精确划分,为手术提供保障。此外,Au NS-ASON纳米探针还可作为一种有效的光热-基因协同治疗试剂,用于肿瘤的术前辅助治疗。