光动力学疗法（Photodynamic therapy,PDT）是一种利用光敏剂（Photosensitizers,PSs）介导的光源辐射,产生高水平的活性氧（Reactive oxygen species,ROS）或单线态氧（Singlet oxygen,1O2）从而有效杀伤细胞的肿瘤治疗方法,其具有选择性高、无侵袭性、全身毒性低等优点,已成为实体瘤治疗的主要策略之一。然而,乏氧肿瘤微环境和PDT本身介导的氧消耗限制了其在临床中的广泛应用。缺氧反应型药物替拉扎明（Tirapazamine,TPZ）对乏氧肿瘤细胞具有特异性的细胞毒性,然而单独应用时,其对肿瘤组织中的相对富氧细胞并不能产生足够的毒性自由基。因此,将PDT与缺氧反应型药物联合应用,可通过PDT介导的缺氧激活化疗将两者劣势转优,为缺氧肿瘤治疗提供一种全新而有效的策略。本课题通过将作为光敏剂的近红外染料Cy I和生物还原性前体药物TPZ相结合,开发了一种新型纳米脂质体Lipid（Cy I-TPZ）（LCT）。Cy I为本课题组前期合成的碘化花菁类染料,与传统花菁类染料相比,其具有更强的活性氧产率,并保持有较高的荧光量子产率和光热转化能力,可同时作为高效光敏剂/光热试剂,并为精确的实时成像提供荧光信号。TPZ为一种新型生物还原性药物,已被证明对缺氧细胞具有高选择性的细胞毒性,在缺氧条件下可代谢产生毒性自由基导致DNA损伤和细胞死亡。在特定近红外光（Near infrared light,NIR）照射下,LCT可同时产生ROS和热量,发挥PDT和光热疗法（Photothermal therapy,PTT）的协同作用。同时,PDT过程中消耗氧气造成的肿瘤缺氧,可进一步激活前药TPZ产生毒性自由基杀伤肿瘤细胞,达到光化疗协同治疗效果。此外,LCT还可通过PDT效应诱导机体急性免疫反应的发生,进一步消除残余肿瘤。本课题通过紫外-可见-近红外吸收光谱和荧光光谱对LCT的包封情况与荧光特性进行鉴定;通过透析法考察LCT的体外释放特性;采用单线态氧荧光探针（Singlet oxygen sensor green,SOSG）和缺氧试剂盒对单线态氧产率和肿瘤内部缺氧情况进行考察;使用近红外热成像仪与热电偶温度计评估光热效应的产生情况;采用细胞毒性实验、流式细胞术对其肿瘤杀伤能力与凋亡坏死情况进行考察;使用小动物活体成像系统观察体内LCT的分布情况;建立小鼠乳腺癌4T1皮下肿瘤模型,对LCT的肿瘤治疗效果和免疫应答进行评价。实验结果显示,通过薄膜水化法制备得到的LCT在5周内没有产生沉淀或相分离,具有良好的生物稳定性。紫外吸收光谱与荧光光谱测定结果表明,Cy I和TPZ成功地包封在脂质体中,并保留了Cy I的荧光特性,可以在近红外区域被激发,用于体内药物实时监测和成像。体外光动力学研究结果显示,LCT的活性氧产率具有时间和功率密度依赖性,能在一定条件下产生大量的活性氧,发挥良好的光动力学治疗效果。体外释放实验表明,在激光照射下,Cy I的光热效应可熔化LCT的脂质并使其逐渐变形破裂,从而作为一种近红外光触发式的纳米脂质体用于控制药物的释放。体外细胞研究结果显示,LCT可以在4 h时被4T1细胞有效摄取,并且在0.96 W/cm2的近红外光照射下产生大量的活性氧和热量,同时消耗氧气产生缺氧环境,从而激活生物还原性药物TPZ发挥PDT/PTT/化疗联合抗肿瘤作用。MTT实验结果进一步表明,Cy I和TPZ的联合应用使得LCT的IC50降至30.69μg/m L,其联合治疗指数CI为0.83,证明Cy I和TPZ产生了协同治疗效果,而不仅仅是单纯的治疗作用叠加。小鼠体内协同治疗与免疫评价结果显示,LCT组在近红外光照射下具有较好的肿瘤抑制效果,并能通过PDT效应诱导机体产生免疫应答,从而发挥清除残余肿瘤的作用。与传统的PDT或单一化疗相比,本课题合成的LCT可以通过PDT/PTT/化疗/免疫联合治疗更加有效的杀伤癌细胞,具有良好的肿瘤治疗效果。这种以碘化菁染料为基础的纳米脂质体有望为肿瘤靶向光疗和缺氧诱导的化疗提供新的思路与策略。