由于肿瘤极其复杂的发生发展机制,当前传统治疗策略尚难以有效抑制肿瘤恶性进展。化疗作为肿瘤治疗的主要手段,化疗药物的毒副作用和多药耐药性则限制了其在临床的广泛使用。同时,肿瘤细胞对免疫细胞如自然杀伤细胞（NK）的低敏感性则使得当前肿瘤免疫治疗策略难以有效发挥抗肿瘤作用。二甲双胍（metformin）作为II型糖尿病的临床用药,具有降血糖作用,也能够降低患者肿瘤发生率以及抑制肿瘤细胞生长。近年来,化疗联合治疗可能是解决单一策略疗效差的关键策略。随着纳米技术的飞速发展,纳米材料凭借其独特的理化性质在肿瘤诊疗领域显示出良好的应用前景。硒（Se）作为人体必需的微量元素,其可通过调控体内相关硒蛋白的表达,从而在维持机体正常生命活动中发挥着关键作用,其纳米化形态具有许多生物学活性,如抗肿瘤、抗病毒、抗菌和抗氧化等,并能通过调节细胞内的氧化应激水平治疗糖尿病。因此,本论文将充分利用纳米硒独特的生物学功能,通过调控其表面化学性质,系统研究其生物安全性;同时,将其与metformin有机联合,初步评价其协同抗肿瘤作用及其潜在的作用机制。并将该联合治疗策略与NK细胞免疫治疗有机协同,研究其协同杀伤肿瘤的效果,初步揭示其作用机制。具体研究结果如下:1)纳米材料的稳定性和机体毒性对其进一步生物学应用具有重要作用。裸露的纳米硒（Se NPs）稳定性差,容易团聚。聚合物可以通过静电结合和化学吸附稳定Se NPs。因此,我们利用不同种类聚合物对Se NPs进行表面修饰,有效增强Se NPs的稳定性和生物学活性,从而获得带有不同电荷的多种功能化Se NPs。通过粒度、Zeta电位、紫外可见光谱、TEM和HR-TEM等手段进行表征,验证了功能化Se NPs在不同介质中具有较好的稳定性。并对虎奶菇多糖修饰的Se NPs（PTR-Se NPs）进行系统的毒性评估,其中PTR-Se NPs在雌性小鼠中的LD₅₀为17.1 g/kg BW,在雄性小鼠中的LD₅₀为20.0 g/kg BW,在大鼠中的LD₅₀大于10g/kg BW,根据国家急性毒理学分级说明PTR-Se NPs为无毒的纳米材料。而在亚慢性口服毒性中,PTR-Se NPs的未见有害剂量（NOAEL）为0.055 g/kg BW。说明PTR-Se NPs在小于0.055 g/kg BW的剂量范围内是安全的纳米材料。2)糖尿病患者自身存在氧化应激、慢性炎症等特征,不断刺激着机体并增加了肿瘤的发生率。在本章中通过不同加药处理方式研究了功能化Se NPs联合metformin用于肿瘤的治疗。发现TW80-Se NPs联合metformin在不同加药处理方式下对MCF-7细胞具有协同抗肿瘤效果,并利用流式细胞分析技术、细胞克隆实验、ROS变化水平、线粒体膜电位变化情况和western blot蛋白印迹分析等实验方法初步探讨其抗肿瘤机制。结果表明,TW80-Se NPs联合metformin主要通过影响细胞内ROS的水平,诱导DNA损伤相关蛋白如p-ATM/p-ATR,p-Histone,p-p38蛋白表达量上升,促进p21的表达,并进一步抑制CDK/cyclin相关蛋白以及上调p15的表达,也可能通过影响p-AMPK信号通路,进而影响线粒体膜电位最终诱导细胞周期阻滞抑制细胞生长增殖,从而达到协同治疗效果。3)糖尿病患者由于高血糖症和高胰岛素血症的存在,影响机体肝糖原的合成和代谢,长期炎症刺激降低免疫系统功能,使免疫细胞功能受损,进一步加重肝癌的发生。在本章的研究中,我们利用Se NPs和metformin独特的生物学功能,实现了对NK细胞尤其是癌症患者来源的NK细胞的协同增强作用。初步研究了不同时间加药处理方式下功能化Se NPs与metformin联合NK-92细胞对Hep G-2细胞的杀伤效果,发现功能化Se NPs能够增强NK-92细胞的免疫治疗效果;而在功能化Se NPs联合metformin预处理Hep G-2细胞后,加入NK-92细胞后的治疗效果明显增强。其中,TW80-Se NPs联合metformin对NK-92细胞的增强效果最佳。通过检测药物联合对肿瘤细胞和NK-92细胞表面受体的表达情况以及肿瘤细胞内部的ROS变化水平探讨了其相互作用。发现TW80-Se NPs联合metformin可能通过提高Hep G-2细胞内部ROS的水平、细胞表面受体蛋白ULBP-3/4和MICA以及NK-92细胞表面受体蛋白Fas L的表达水平,增强NK-92细胞与肿瘤细胞的结合,从而增强免疫治疗效果。本研究将为我们更加科学准确地理解纳米硒的生物学效应及其未来转换应用于生物医学领域提供重要信息,也为开发更加安全有效的肿瘤联合治疗新策略提供重要参考。