硼中子俘获治疗（BNCT）作为一种新的二元化肿瘤靶向放射治疗模式,相比于传统的放疗和化疗具有显著优势,BNCT对常规疗法无效的原发性或复发性恶性肿瘤呈现出了较好的治疗潜力。新型用于BNCT治疗的硼递送剂的开发,一直以来是BNCT研究的迫切需求。因此,本论文系统研究了四种新型硼递送剂的制备,以及其体外细胞毒性与肿瘤细胞选择性,评估了其体内分布与系统毒性,同时,对新型硼递送剂在体外通过BNCT治疗肿瘤的疗效和机制进行了初步探索。主要研究内容和成果有:1.合成了一系列新型具脂溶性和水溶性能力的两亲性碳硼烷化合物。通过体外肿瘤细胞选择性和细胞毒性筛选,3,5-双-氧-亚甲基碳硼烷基苯甲酸（化合物1）表现出具有向HepG2细胞高选择性递送¹⁰B原子的能力,并且细胞毒性较小,为理想的用于BNCT治疗的新型硼递送剂。同时,化合物1作用后的HepG2细胞在BNCT期间可导致肿瘤细胞内ROS水平过表达,进而诱导肿瘤细胞发生明显凋亡。在BNCT期间,化合物1作用后的肿瘤细胞中DNA双链断裂数量显著增加,并且肿瘤细胞内的DNA损伤不能被有效修复。此外,化合物1作用后的肿瘤细胞经BNCT治疗后,残留肿瘤细胞内与生长信号通路相关的细胞因子PI3K,Akt及NF-κB的表达受到抑制,表明BNCT治疗不仅可以有效杀伤肿瘤细胞还可以对残留肿瘤细胞的生长产生抑制。2.合成了一系列基于COX-2抑制剂的新型碳硼烷化合物。其中,N,N-双-亚甲基碳硼烷基塞来昔布（化合物1）具有高载硼量,高COX-2选择抑制性和低细胞毒性。同时,化合物1对CAL 27细胞显示出较高选择性与细胞内摄取能力。此外,化合物1作用后的CAL 27细胞在BNCT期间细胞骨架发生改变,癌细胞的迁移能力减弱。化合物1作用后的CAL 27细胞在BNCT治疗中细胞内产生大量ROS,上调了促凋亡蛋白Bax的表达,同时下调抗凋亡蛋白Bcl-2的表达,从而激活caspase-3的表达导致肿瘤细胞发生不可逆的程序性凋亡。与此同时,化合物1作用后的CAL 27细胞在BNCT中可通过促进DNA双链断裂,抑制MAPKs信号通路发挥肿瘤治疗作用。3.制备了一种新型肝癌靶向性含碳硼烷簇的聚乙二醇化半乳糖胶束。该胶束对HepG2细胞具有高选择性和低细胞毒性(IC₅₀>1000μM),并且该胶束在体外对HepG2细胞的摄取高于阳性对照药物硼卡钠（BSH）。该胶束作用后的HepG2细胞在BNCT期间细胞迁移能力减弱,并且可以通过破坏DNA双链和诱导癌细胞凋亡发挥治疗作用。同时,对荷瘤小鼠胶束给药24 h后,肿瘤组织中¹⁰B浓度为BSH组的5.0倍。胶束给药后24 h,¹⁰B浓度的肿瘤/血比值超过25,肿瘤/肝脏组织的¹⁰B含量之比大于4。此外,在正常小鼠体内,胶束主要分布于肝脏和肾脏组织中,并且24 h内胶束可以从正常组织（肝,肾及脾）有效清除,同时全身毒性较低。4.设计制备了一种肿瘤微环境响应型具肝癌靶向、抗炎和抗氧化作用的可负载碳硼烷的中空介孔二氧化硅纳米材料。该纳米材料在生理条件下结构稳定,可有效防止装载的碳硼烷发生泄漏。肿瘤微环境中,在pH和GSH双重刺激下该纳米材料可打开介孔从而有效释放装载的碳硼烷以达到通过BNCT发挥肿瘤治疗作用。该纳米材料在体内24 h内可有效从正常组织（心,肝,脾,肺和肾）清除,未对正常组织产生毒性(LD₅₀>5000 mg/kg)。同时,该纳米材料在体内可抑制iNOS的表达,上调Arg-1和IL-10的表达;可刺激巨噬细胞使巨噬细胞向M2型极化而发挥抗炎作用。此外,该纳米材料具有抗氧化活性,可通过降低ROS水平和升高SOD酶活性减轻正常细胞的氧化损伤。本论文研究为BNCT治疗提供了有潜力的新型具有效性和安全性的硼递送剂,对BNCT的肿瘤治疗机制进行了探索研究,为新型硼递送剂在BNCT中的应用研究提供了理论依据,为开发具有肿瘤靶向性和选择性的新型硼递送剂提供了新策略和新方法,并且对BNCT的应用和发展具有促进作用。