传统癌症治疗方法存在较大的内在局限性,比如创伤性较大,非特异性等,而这一现状促使多项纳米药物的开发和应用。纳米药物的发展日益壮大的主要原因是纳米平台在药物输送、诊断、成像、合成疫苗开发和微型医疗设备等领域具有很独特的吸引力,以及部分纳米材料本身具有治疗作用。纳米平台为化疗,光热治疗,铁死亡等治疗肿瘤手段的实现提供了新的平台,因此纳米药物成为肿瘤治疗和研究热点中的新的生物医学突破。鉴于当前现状,我们致力于研究铁死亡协同其他治疗手段的纳米药物的开发,比如协同光热治疗,免疫治疗,以实现肿瘤的有效治疗。鉴于此,本论文构建了三个通过铁死亡治疗肿瘤的纳米平台,并在体外和体内研究了这三个纳米平台在肿瘤治疗中的应用。具体研究内容如下:第一部分:MPDA@Fe_3O_4-Era纳米平台的制备及其用于磁共振成像指导的抗肿瘤的研究。首先,通过盐酸多巴胺在碱性条件下自聚合形成介孔聚多巴胺(MPDA),然后通过π-π堆叠和疏水作用力装载上了阿拉斯汀(Era)和四氧化三铁(Fe_3O_4),成功制备了诊疗一体化的MPDA@Fe_3O_4-Era纳米平台。通过投射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)可以看出纳米颗粒呈球形,直径约76nm,通过激光粒度仪(DLS)分析测得纳米颗粒的水合粒径为196 nm。此外,通过检测纳米材料在水中14天内的粒径及PDI变化,发现其具有较好的稳定性和分散性。通过检测不同p H和NIR刺激下药物的释放,测得MPDA@Fe_3O_4-Era呈现缓释药物的特点。通过测定纳米材料在不同浓度和激光强度条件下的升温曲线,测得了其光热转换效率为40.3%。同时,该纳米材料具有较好的T2加权成像能力。另外,在细胞毒性方面,证明MPDA具有很好的生物相容性,并且MPDA@Fe_3O_4-Era具有时间依赖的细胞内化能力,浓度依赖和激光强度依赖的细胞毒性,MPDA@Fe_3O_4-Era联合PTT能产生大量的ROS和LPO,损伤线粒体功能发生,下调ATP生成。在机制通路方面,发现MPDA@Fe_3O_4-Era能通过抑制system X_C~-信号通路和促进铁代谢来抑制GSH,提高MDA和铁离子水平,促进铁死亡。接下来,发现了MPDA@Fe_3O_4-Era可以通过铁死亡产生LPO,进一步交联抑制HSP70,从而放大PTT的疗效。然后,通过体内分布实验,发现在小鼠肿瘤组织有带有荧光的MPDA@Fe_3O_4-Era的蓄积,并在12 h后达到最大值。通过光热成像实验,发现在小鼠肿瘤部位在NIR(808 nm)下升温至43℃。最后设计了体内抗肿瘤治疗模型,发现MPDA@Fe_3O_4-Era联合PTT的肿瘤体积最小。治疗周期结束后,MPDA@Fe_3O_4-Era给药组的生化指标,血常规,心肝脾肺肾的染色与对照组相比,没有显著性差异,均在正常范围。体内外抗肿瘤实验均表明MPDA@Fe_3O_4-Era具有较强的抗肿瘤效应,并且其安全性良好。第二部分:MP-FA@R-F纳米平台的制备及其用于协同光热治疗的抗肿瘤免疫治疗。首先,通过盐酸多巴胺在碱性条件下自聚合形成MPDA,然后通过π-π堆叠在其表面加载了Fe_3O_4和大黄酸(rhein),最后在表面修饰上FA,成功制备了MP-FA@R-F纳米平台。通过检测不同p H和NIR刺激下药物的释放量,测得MP-FA@R-F具有缓释药物的特点;并且通过TEM观察在不同p H条件下孵育,纳米材料由完整球形逐渐崩解为模糊碎片。通过测定纳米材料在不同浓度和激光强度条件下的升温曲线,测得了其光热转换效率为37.7%。同时,该纳米材料具有较好的T2加权成像能力。另外,在细胞毒性方面,证明了MP-FA@R-F具有时间依赖和激光强度依赖的细胞毒性,同时MP-FA@R-F具有时间依赖的细胞内化能力,MP-FA@R-F联合PTT能升高ROS水平,破坏线粒体和溶酶体功能。通确认细节过评估GSH水平,胞内铁离子浓度和相关蛋白表达,发现MP-FA@R-F通过铁死亡和凋亡双条途径来抑制GSH水平,和提高铁离子浓度诱导细胞死亡。然后,通过体内MR实验,发现MP-FA@R-F可以有www.selleck.cn/products/Nolvadex效蓄积在小鼠肿瘤部位,并在12 h后达到峰值。接下来,通过光热成像实验,发现了在荷瘤小鼠的肿瘤部位在NIR(808 nm)下,温度升高至43℃。然后通过抗肿瘤治疗模型,发现MP-FA@R-F联合PTT的肿瘤抑制现象最明显。然后通过体内免疫应答实验,证明MP-FA@R-F联合PTT可以诱导DC细胞成熟,并提高CD8+、CD4+T细胞在肿瘤部位的浸润程度。最后分析生化指标(ALT,ALB,BUN)和主要器官(心肝脾肺肾)H&E染色和小鼠体重变化,证明了MP-FA@R-F纳米材料具有良好的生物安全性。第三部分:LP-Ca P@i BEFT纳米平台的制备及其协同免疫治疗的抗肿瘤研究。首先,通过在水溶性环境生物矿化erastin,brequinar,i FSP1和Fe~(3+),并在纳米材料外面修饰Lf,成功制备了生物矿化的LP-Ca P@i BEFT纳米平台。通过检测不同p H刺激下药物的释放量,测得LP-glioblastoma biomarkersCa P@i BEFT能缓慢释放药物;并且通过TEM观测在不同p H条件下孵育,纳米材料由完整核壳结构逐渐崩解为模糊碎片。另外,在细胞毒性方面,证明了LP-Ca P@i BEFT对4T1的细胞毒性,而对正常细胞HUVEC则没有影响;同时4T1细胞对LP-Ca P@i BEFT的吞噬具有时间依赖的特点,LP-Ca P@i BEFT组的细胞毒性最强,能升高ROS和LPO水平,破坏线粒体和溶酶体功能。我们分别评估GSH,MDA水平,胞内铁离子浓度和铁死亡相关蛋白表达,发现LP-Ca P@i BEFT能促进细胞铁死亡。接下来,通过共聚焦显微镜发现LP-Ca P@i BEFT能显著上调HMGB1和CRT的水平。通过流式分析发现,LP-Ca P@i BEFT能促进DC细胞成熟。然后,通过体内荧光分布实验,发现LP-Ca P@i BEFT能蓄积在荷瘤小鼠的肿瘤部位,并在12 h后达到峰值。接下来,设计了体内抗肿瘤治疗模型,发现LP-Ca P@i BEFT+anti PD-L1组的肿瘤抑制最明显。通过流式分析肿瘤单细胞悬液,发现LP-Ca P@i BEFT+anti PD-L1组能诱导DC细胞成熟,并促进CD4+、CD8+T细胞在肿瘤部位的浸润。最后,在治疗周期结束后,分析生化指标(ALT,ALB,BUN)和主要器官(心肝脾肺肾)H&E染色和小鼠体重变化,证明了LP-Ca P@i BEFT纳米材料具有良好的生物安全性。