近年来,纳米药物递送系统因其能够显著改善药物的体内分布和行为、增强药物的肿瘤内滞留而被广泛应用于癌症治疗,并取得了良好的效果。随着对肿瘤组织病理的深入研究,发现肿瘤微环境组成复杂、粘度大,存在肿瘤细胞外基质（ECM）等多种屏障,这严重限制了传统的纳米药物递送系统在肿瘤组织的深部渗透。为解决纳米药物递送系统的组织渗透问题,科学家们对纳米载体进行改造和设计,通过破坏ECM屏障或精确调控纳米材料粒径等手段来实现肿瘤深部渗透。然而肿瘤ECM的破坏可能带来加速肿瘤细胞转移的风险,而粒径的变化则受限于对肿瘤微环境响应的灵敏度。基于上述问题,本论文分别基于自驱动杂化纳米粒和天然酵母细胞囊泡两种纳米载体,构建具有肿瘤组织主动深部渗透能力的纳米药物递送系统,并对其体内外生物分布行为、深部渗透能力、抗肿瘤作用及机制等进行了系统研究,具体如下:1.基于自驱动杂化纳米粒的深部渗透纳米药物递送系统抗肿瘤研究本研究利用F68@TA纳米粒（NPs）中单宁酸（TA）的弱还原性将Ag⁺还原成Ag NPs,通过原位还原的方法首次制备了具有Ag NPs非对称分布结构特征的F68@TA@Ag杂化纳米粒,并通过TEM、TEM mapping等对其进行确证。研究发现,F68@TA@Ag杂化纳米粒中非对称分布的Ag NPs,在H₂O₂的存在下可快速产生O₂,并伴随Ag⁺的生成,导致F68@TA@Ag可定向快速运动。以抗肿瘤药物顺铂（CDDP）为模型药物,将其装载于F68@TA@Ag杂化纳米粒中,制得F68@TA@Ag/CDDP纳米药物递送系统,其中CDDP的装载量约为8.5%,纳米体系粒径约为80 nm,表面电位约为-30 m V。体外离子调控性质及运动特性研究结果表明:（1）F68@TA@Ag/CDDP NPs在p H 7.4的中性条件下孵育48 h后,粒径并未发生显著变化,12 h的药物累积释放率仅为16.5%。而在p H 5.0的弱酸性环境中（模拟细胞溶酶体酸性条件）,TEM结果表明,仅孵育1 h后F68@TA@Ag/CDDP NPs粒径就增大至～600 nm,甚至破裂,导致负载的CDDP被大量释放,12 h的累积释放率高达82.0%,为CDDP的肿瘤胞内释放奠定基础。（2）F68@TA@Ag/CDDP具有H₂O₂浓度依赖性运动及释放Ag⁺的能力。从不同浓度H₂O₂作用下F68@TA@Ag NPs的运动轨迹结果及其MSD分析和扩散系数分析结果中可以看出,F68@TA@Ag/CDDP的自驱动定向运动距离随着H₂O₂浓度的提高和作用时间的延长而显著增大,H₂O₂的驱动运动为F68@TA@Ag/CDDP的肿瘤深部渗透奠定基础,同时和H₂O₂反应生成的Ag⁺可显著消耗肿瘤细胞内的Cl^-。（3）F68@TA@Ag/CDDP具有显著的Fe²⁺络合能力。ICP-MS检测结果表明F68@TA@Ag/CDDP（含1μmol TA）能够在12 h内络合约50μg的Fe²⁺,而Fe²⁺的络合作用主要源自于具有多酚羟基结构的TA。本研究以小鼠乳腺癌4T1细胞为肿瘤细胞模型,以Hs578Bst细胞为正常细胞模型,考察了F68@TA@Ag/CDDP的体外深部渗透能力及离子调控介导的CDDP自放大抗肿瘤作用及肿瘤选择性杀伤能力。3D肿瘤细胞球实验结果表明:相比于F68@TA/CDDP,具有自驱动运动能力的F68@TA@Ag/CDDP表现出了更强的渗透能力,在孵育12 h后,其渗透深度为50μm,显著高于F68@TA/CDDP（30μm）。然后通过激光共聚焦扫描显微镜观察纳米体系在4T1细胞内的生物分布,结果表明,F68@TA@Ag/CDDP可被4T1细胞快速摄取,并进入溶酶体中,4 h小时的共定位效率最高。而随着时间的推移,7 h后,溶酶体大量破裂,共定位率显著降低,证实了F68@TA@Ag/CDDP在溶酶体中的药物释放及对溶酶体的逃逸作用。F68@TA@Ag/CDDP抗肿瘤机制研究表明,CDDP可通过激活肿瘤细胞内NOX酶,显著提高胞内H₂O₂水平,进而加速F68@TA@Ag/CDDP中Ag NPs快速大量释放Ag⁺,而释放的Ag⁺显著降低了细胞内Cl^-水平,可提高CDDP脱氯效率,增加Pt-DNA加合物形成。另一方面,F68@TA@Ag/CDDP引起了胞内游离Fe²⁺的显著下降,从而抑制DNA修复酶的活性,有利于Pt-DNA加合物的维持,说明双离子调控后可引起更强的DNA损伤。通过ICP-MS对Pt-DNA加合物的含量进行考察,证实了F68@TA@Ag/CDDP通过双离子调控产生了更高的Pt-DNA加合物含量。体外抗肿瘤活性实验表明,当CDDP浓度达到IC50值时,F68@TA/CDDP组为58.3%,而F68@TA@Ag/CDDP组的抑制率为67.2%,显著高于CDDP和F68@TA/CDDP组。而且随着CDDP浓度的增加,F68@TA@Ag/CDDP对4T1细胞的抑制效果更强,说明双离子调控可显著增强顺铂的化疗作用。体外抗肿瘤选择性实验结果表明,F68@TA@Ag/CDDP中CDDP可通过激活肿瘤细胞内过表达的NOX酶而显著提高细胞内H₂O₂水平、降低Cl^-水平来提高CDDP的水合效率,以选择性杀伤肿瘤细胞。以荷载4T1细胞的BALB/C小鼠为移植瘤动物模型,考察F68@TA@Ag/CDDP的体内肿瘤深部渗透能力及双离子调控抗肿瘤效果。体内分布实验表明,F68@TA@Ag/CDDP具有肿瘤靶向滞留的性质和肿瘤组织深层次渗透的能力。固定CDDP的给药剂量为2 mg/kg,使用不同CDDP制剂经隔天给药治疗2周后,F68@TA@Ag/CDDP对肿瘤的抑瘤率约为77.9%,显著高于其他治疗组。此外,F68@TA@Ag/CDDP治疗作用下肿瘤组织中的Cl^-和Fe²⁺均具有显著的下调。体内生物安全性评价试验结果初步表明,F68@TA@Ag纳米载体具有良好的生物安全性,且显著降低了CDDP对正常组织的毒副作用。2.基于酿酒酵母细胞囊泡的深部渗透纳米药物递送系统抗肿瘤研究本研究选取了易于大规模培养、生物安全性高的天然酿酒酵母细胞作为细胞囊泡来源,利用碱性裂解法提取了酵母细胞来源囊泡（YCV）,并对其形态和粒径分布进行了考察,结果表明:YCV为粒径均一、约为100 nm的球形结构。以抗肿瘤药物阿霉素（DOX）为模型药物,构建YCV/DOX纳米药物递送系统,DOX的包封率高达82.5%。此外,YCV/DOX的药物释放行为结果表明,DOX的释放具有显著的p H依赖性,相比于p H7.4的环境,p H5.5条件下DOX的累积释放率从5.4%提高到了65.7%。本研究以4T1细胞为肿瘤细胞模型,以Hs578Bst细胞为正常细胞模型,考察了YCV/DOX的体外深部渗透能力、生物安全性及体外抗肿瘤活性。首先通过构建3D肿瘤球证明,相比于脂质体（Lipo）,天然来源的YCV表现出了更强的渗透能力,在孵育12 h后,其渗透深度为50μm,显著高于Lipo（30μm）,推测其机制可能为YCV具有良好的形变能力,可依靠天然膜作用排斥肿瘤的细胞外基质。然后通过细胞摄取实验证实,YCV自身具有良好的生物安全性;YCV/DOX可被肿瘤细胞高效吞噬,具有时间依赖性,然后在溶酶体酸性条件下释放DOX,使其对4T1细胞24 h的抑制率为64.2%,48 h抑制率可达89.5%。以荷载4T1细胞的BALB/C小鼠为移植瘤动物模型,考察YCV/DOX的体内肿瘤深部渗透能力及其抗肿瘤效果。体内分布实验表明,相比Lipo,YCV具有更强的肿瘤靶向滞留能力。进一步的肿瘤组织定位结果表明,YCV具有更强的肿瘤组织深部渗透能力,可高效向肿瘤组织及其深部递送DOX,发挥良好的抗肿瘤作用。固定DOX的给药剂量为5 mg/kg,使用不同DOX制剂经隔天给药治疗2周后,YCV/DOX对肿瘤的抑瘤率约为67.4%,显著高于其他治疗组。此外,肿瘤组织的病理分析和TUNEL结果表明,相比于Lipo/DOX,YCV/DOX可有效地诱导肿瘤细胞凋亡,大量减少肿瘤细胞数量,进一步证实了YCV对DOX的高递送效率。本论文分别基于杂化纳米粒和酵母细胞囊泡两种纳米载体,构建具有主动肿瘤组织深部渗透能力的纳米药物递送系统,为化疗药物的增效治疗提供了新的思路和实验基础。