目的:本课题通过对姜黄素-血红蛋白纳米颗粒(Curcumin@Hemoglobin,Cur@Hb)的设计合成,探究Cur@Hb纳米颗粒对乏氧肝癌细胞增殖、迁移、周期、凋亡、血管生成等细胞表型以及放射敏感性的影响及其机制。方法:设计合成Cur@Hb纳米颗粒,利用透射电镜(TEM)、动态光散射(DLS)、紫外分光光谱仪、红外分光光谱仪进行表征,用DPBF检测单线态氧的产生,通过激光共聚焦显微镜观察Cur@Hb纳米颗粒在细胞中的分布;CCK-8实验检测纳米颗粒的细胞毒性;流式细胞术检测细胞周期、细胞凋亡、ROS含量;划痕实验检测细胞迁移;通过血管生成拟态实验检测体外培养的细胞管腔样结构的形成能力;利用Western blot 检测上皮细胞-间充质转化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)相关蛋白表达量的变化;通过克隆形成实验检测Cur@Hb纳米颗粒对常氧和乏氧肝癌细胞放射敏感性的影响;利用γH2AX免疫荧光染色和单细胞凝胶电泳(“彗星”实验)检测细胞DNA损伤修复能力;利用流式细胞术检测巨噬细胞极化;利用裸鼠移植瘤模型探究Cur@Hb纳米颗粒对肝癌的抑瘤效应。结果:常氧或乏氧(1%O2)培养24h,250 μg/mLCur@Hb可明显抑制SMMC7721细胞增殖和迁移能力,促进细胞凋亡。Cur@Hb联合4 GyX射线照射使SMMC7721细胞发生G2/M期阻滞。Cur@Hb纳米颗粒明显抑制体外培养的SMMC7721细胞血管管腔样结构生成,EMT相关蛋白VE-cadherin、twist1和MMP2表达量明显降低。常氧下,Cur@Hb可促进巨噬细胞M1极化,增加ROS生成量。Cur@Hb纳米颗粒明显增强常氧或乏氧SMMC7721细胞的放射敏感性,放射增敏比分别约为1.237、1.510;Cur@Hb纳米颗粒明显增加常氧或乏氧SMMC7721细胞X射线诱导的γH2AX foci数量和尾部DNA百分含量。Cur@Hb纳米颗粒可提高裸鼠移植瘤内含氧血红蛋白含量,增强放疗效果。结论:Cur@Hb纳米颗粒可明显提高乏氧肝癌SMMC7721细胞放射敏感性,增强裸鼠移植肝癌放疗效果,其机理可能与其抑制肝癌细胞增殖、DNA损伤修复和血管生成,以及促进肝癌细胞凋亡相关。Cur@Hb纳米颗粒具有成为乏氧肿瘤放疗增敏剂的重要潜能,值得进一步研究。