研究背景:　　 肿瘤放射治疗是现代肿瘤多学科治疗的重要基石，在绝大多数肿瘤治疗中发挥不可替代的作用，可以作为单一治疗手段或者保全器官功能的手术替代治疗方式，也可以作为综合治疗的一部分与手术、化疗相结合。以光子为基础的现代放射治疗通过电离辐射作用于肿瘤组织产生大量次级电子，导致局部能量沉积。从这个角度出发，现代放射治疗试图通过优化辐射能谱或/和提高肿瘤治疗过程中的精准度以提高疗效，肿瘤放疗技术的进展如三维适形放疗、调强适形放射治疗、图像引导的放射治疗、体部立体定向治疗以及质子治疗，均着眼于提高剂量传递的精确性和强度，增加肿瘤区域的放射剂量，同时减少肿瘤周围正常组织的受照剂量，提高治疗增益比;除此以外，提高光子与肿瘤组织相互作用的概率（光电效应、康普顿效应、电子对效应），选择性增加辐射过程肿瘤剂量沉积是另一种策略。原则上，光电效应发生概率随着靶物质原子序数增加而显著上升，若将肿瘤内注入任何高原子序数物质，可以导致更多的入射电子能量在肿瘤区沉积，避免增加肿瘤周围正常组织的损伤。　　 因为金纳米具有的特殊化学特性，且可以渗透入肿瘤组织，故成为重金属放疗增敏的最佳材料。金元素化学惰性，生物学活性极低，且分子稳定，金纳米可以通过不成熟的肿瘤内皮细胞在肿瘤组织内特异性被动靶向聚集，这一现象被称为“增强的渗透和滞留效应”。超微金纳米颗粒可以进入肿瘤脉管系统和间质，导致肿瘤区域浓度高于正常组织。金纳米还可以与肿瘤特异性生物标志物巧妙结合，这些物质包括表皮生长因子受体、表皮生长因子受体-2、整合素以及血管内皮生长因子等，抗体与细胞膜受体结合可以将金纳米定位在肿瘤细胞膜表面，也可以将金纳米带入细胞内;例如，脱氧葡萄糖可以将金纳米带进代谢旺盛的细胞内，其机制与PET-CT使用的示踪剂18F-DG示踪原理相似。　　 鉴于金纳米良好的生物、化学特性，本研究旨在体外运用临床常用的兆伏级射线研究金纳米和C225-金纳米共轭物在人结肠癌中的放疗增敏效应及可能的相关机制，我们也探索了金纳米和C225-金纳米共轭物的细胞摄取以及对细胞增殖、凋亡、细胞周期、相关基因蛋白表达的影响;而且研究了两种纳米材料与6MV射线联合产生的肠癌细胞DNA双链断裂、氧化应激以及DNA损伤修复;这些研究结果有助于理解金纳米与肠癌细胞的相互作用以及金纳米放疗增敏潜在机制。　　 研究目的:　　 研究金纳米和C225-金纳米的细胞摄取以及对两株人结肠癌细胞增殖、细胞凋亡、细胞周期分布的影响，进一步研究两种纳米颗粒在兆伏级射线下的放疗增敏效应和其潜在的机制。　　 研究方法:　　 我们首先运用柠檬酸还原法合成尺径20nm金纳米，运用静电吸附形成Au-S、Au-N合成C225-金纳米共轭物，采用透射电镜、紫外分光光度仪、动态光散射仪以及酶联免疫吸附法对两种纳米材料进行表征;其次，细胞形态学变化以及MTT法观察金纳米和C225-金纳米对两株结肠癌细胞的毒性，流式细胞仪、DAPI染色分析结肠癌细胞凋亡及细胞周期分布，蛋白电泳分析凋亡相关蛋白Bax、Bcl-2、Caspase-3和细胞周期蛋白p21、CDK4、CyclinD1、CyclinE表达水平;最后，克隆形成实验研究金纳米和C225-金纳米在兆伏级射线下对结肠癌细胞株的放疗增敏效应，运用单击多靶模型S=1-(1-eˉD/D0)N拟合数据计算平均致死剂量(D0)和2Gy细胞存活分数(SF2)，确定放射增敏比;免疫荧光技术计数辐射后24h各组细胞内γ-H2AX荧光焦点，生化分析细胞内氧化应激水平，免疫印迹法显示DNA修复相关基因蛋白水平表达变化。　　 结果:　　 1、透射电镜显示湿化学法合成的金纳米分散性性良好，尺径为20nm，约90％纳米颗粒尺径位于18-22nm。紫外可见分光仪显示金纳米特征性的紫外可见吸收峰位于520nm，而C225-金纳米溶液的紫外可见吸收峰出现红移至540nm，动态光散射显示纳米粒子的水动力半径由金纳米胶体的24nm升至C225-金纳米的32nm，均提示金纳米表面有蛋白吸附。酶联免疫吸附显示C225-金纳米中C225保留了83.85％的免疫活性，每个金纳米颗粒表面耦联约20.8个C225抗体分子。　　 2、两株结肠癌细胞与不同浓度金纳米和C225-金纳米共孵育后观察细胞形态变化以及细胞增殖，电镜显示金纳米主要位于细胞质内，不在细胞核，C225-金纳米组优于金纳米组;MTT法结果提示金纳米和C225-金纳米对结肠癌细胞呈浓度依赖性毒性，计算得金纳米对LoVO，HCT-8细胞的IC50分别为489.78μg/mL，407.48μg/mL，C225-金纳米的IC50分别为339.84μg/mL，275.42μg/mL，选择两种纳米1/5IC50浓度进行下一步研究。两株肠癌细胞经过两种纳米材料处理后24h，LoVo、HCT-8细胞凋亡率由对照组4.1±0.5％，6.5±0.7％升至金纳米组10.5±1.7％，13.1±1.8％，C225-金纳米组15.6±1.6％，20.5±2.1％(P＜0.05）。细胞周期分布显示G0/G1期阻滞，以C225-金纳米组显著(C225-GNPsVsGNPs，P＜0.05)。纳米颗粒处理后，两株细胞Bax、Caspase-3、p21蛋白表达水平上调，Bcl-2，CyclinD1，CyclinE，CDK4蛋白表达下降，其中C225-金纳米组与金纳米组差异具统计学意义(P＜0.05)。　　 3、1/5IC50的金纳米、.C225-金纳米联合6MVX射线照射导致两株结肠癌细胞克隆形成率下降，运用D0计算，LoVo和HCT-8细胞的放射增敏比分别为1.042，1.09(GNPs)and1.199，1.308(C225-GNPs);运用SF2计算，放射增敏比分别为1.15，1.25(GNPs)and1.15，1.31(C225-GNPs)LoVo细胞接受金纳米、C225-金纳米联合4Gy辐射后，γ-H2AX免疫荧光焦点是对照组的2.4倍和3.7倍，HCT-8细胞也出现相同趋势，LoVo细胞GNPs处理组、C225-GNPs处理组的SOD、CAT、GSH活性分别下降至对照组的87.1±12.5％、55.8±10.7％(SOD，组间P＜0.01)，56.8±11.3％、43.0±9.5％(CAT，组间P＜0.01)和74.6±15.2％、54.5±12.5％(GSH，组间P＜0.05)，HCT-8细胞下降至对照组的74.4±16.1％、54.5±13.7％（SOD，组间p＜0.05），72.1±15.3％、48.3±13.3％(CAT，组间P＜0.01)和63.5±11.9％、57.7±12.4％(GSH，组间P＜0.05)。GNPs处理组、C225-GNPs处理组联合6MV射线均上调DNA断裂修复蛋白RAD51、Ku70、Ku80表达水平，组间比较C225-GNPs处理组显著增高(P＜0.05)。　　 结论:　　 金纳米和C225-金纳米均显示对人结肠癌细胞增殖抑制效应，并且呈浓度依赖性毒性。C225-金纳米通过与细胞膜表面EGFR受体结合帮助更多金纳米进入胞内。C225-金纳米诱导结肠癌细胞凋亡、G0/G1期阻滞优于金纳米，联合6MV射线，C225-金纳米较金纳米对结肠癌细胞具有更好的放疗增敏效应，其机制与金纳米、以及金纳米联合辐射产生的大量自由基有关。