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肿瘤微环境的建立及其在肿瘤研究中的应用随着医学研究的不断深入，人们对于肿瘤的认识也在不断加深。
在过去，我们可能只是简单地将肿瘤看作是一种细胞异常增生的结果，但是现在的科学家们却发现，肿瘤是一个很复杂的系统，除了肿瘤细胞本身，还会受到周围环境的影响，这个环境就是肿瘤微环境。
肿瘤微环境是指包括肿瘤细胞、内皮细胞、成纤维细胞、免疫细胞、基质细胞和血管在内的一个复杂的体系。
这些细胞之间相互作用，共同建立起一个支持肿瘤生长和发展的微环境，成为影响肿瘤发展的一个重要因素。
如何建立肿瘤微环境模型？为了更深入地研究肿瘤细胞在微环境中的生长、恶化、转移和治疗等方面的问题，科学家们需要建立与真实情况相近的肿瘤微环境模型。
传统的肿瘤研究中，常常使用动物模型或者体外培养的方式，但是这些方法都存在不够真实和实用的问题。
因此，近年来出现了越来越多的3D肿瘤模型，这些模型更能够模拟真实的微环境，以及诸如化疗、靶向治疗等方法在微环境中的表现。
目前的3D肿瘤微环境模型常采用各种不同的方法。
例如，在医学研究领域常用的微型流控技术可以用来构建毛细血管结构，并提供肿瘤细胞的营养和氧气供应；3D打印技术可以制造出具有不同特征的微环境，诸如不同的细胞类型、不同的基质软硬度等等；生物喷墨技术可以均匀地将肿瘤细胞密集地分布在基质上，并呈现出肿瘤细胞在原位生长的情况。
肿瘤微环境在肿瘤研究中的应用肿瘤微环境的建立不仅可以更深入地研究肿瘤的发展、治疗和预后等，还可以有效地筛选出更高效、更具体的药物。
药物在微环境中的作用往往可以与其在传统体外培养中的作用有所不同，这意味着在肿瘤治疗中，我们需要考虑微环境对于药物反应的影响。
以前，传统的肿瘤研究也曾发现某些药物在微环境中的反应不同于传统体外培养中的反应。
例如，孟买市场上出售的甲氨蝶呤，是一种常用的抗肿瘤药物。
然而，当这种药物在体内时，很可能出现药物代谢过慢的现象，难以达到预期的治疗效果。
通过建立包括肿瘤细胞、血管、成纤维细胞等组成的真实微环境模型，科学家们可以更全面地了解药物在微环境中对于肿瘤的疗效和对于环境的影响。
纳米药物在肿瘤治疗中的应用和机制研究一、引言肿瘤是一种常见且危险的疾病，世界各地的医学科研人员都在不懈努力寻找更有效的治疗方法。
近年来，纳米技术的发展为肿瘤治疗带来了新的希望。
纳米药物作为这一领域的重要组成部分，在其应用和机制研究方面逐渐得到了广泛的关注。
本文将从纳米药物应用的背景和意义入手，重点关注其在肿瘤治疗中的应用和机制研究。
二、纳米药物的背景和意义纳米技术是从20世纪80年代开始快速发展起来的一项技术，该技术通过操纵物质的原子和分子，制备出尺寸在1到100纳米范围内的物体。
相较于传统的肿瘤治疗方法，纳米药物具有许多优势。
首先，纳米药物具有较小的体积和大量的表面积，能够提高药物的溶解度和生物利用度。
其次，纳米药物可通过适当的改造，实现药物的靶向输送，减少对健康组织的损害。
此外，纳米药物还可以通过调控药物释放速率，提高药物在肿瘤部位的浓度和持续时间。
因此，纳米药物在肿瘤治疗中具有重要的应用潜力。
三、纳米药物在肿瘤治疗中的应用1. 靶向治疗纳米技术通过改变药物的结构和表面性质，可以将药物精确地输送到肿瘤组织。
例如，通过表面修饰纳米粒子的配体，可以提高其对肿瘤细胞的亲和力，实现药物的靶向输送。
此外，还可以根据肿瘤细胞的特异性表面标志物设计纳米粒子，实现对特定癌细胞的靶向治疗。
这种靶向治疗方式，不仅提高了药物的治疗效果，还减少了对健康组织的副作用。
2. 缓释释放纳米技术还可以通过控制药物的释放速率，提高药物在肿瘤部位的浓度和持续时间。
例如，通过包裹药物在纳米粒子内部，可以延长药物的半衰期，减少药物的代谢和排泄，使药物在体内持续释放，提高治疗效果。
此外，纳米药物还可以通过调控纳米粒子的形状和表面活性剂的选择，实现药物的缓慢释放，减轻药物在输送过程中的损失。
3. 诊断和监测纳米技术在肿瘤治疗中还具有诊断和监测的重要作用。
通过在纳米粒子表面修饰特定的荧光标记物或对比剂，可以实现对肿瘤组织的显像和定位，辅助治疗的进展。
纳米抗肿瘤药物及其研究进展纳米抗肿瘤药物是指以纳米技术为基础，将药物粒径控制在纳米尺度的药物制剂。
相较于传统的药物制剂，纳米抗肿瘤药物具有更高的药物负荷量、优良的药物释放动力学特性以及更好的针对性。
这些特点使得纳米抗肿瘤药物在肿瘤治疗领域具有广阔的应用前景。
以下是一些纳米抗肿瘤药物及其研究进展的例子。
1. 纳米脂质体药物载体：纳米脂质体是一种由人工合成的磷脂双层包裹的药物载体，具有较小的粒度和良好的稳定性，可用于输送肿瘤治疗药物。
文献报道了一种利用纳米脂质体输送顺铂（一种常用的抗肿瘤药物）的方法，该方法通过调节脂质体的成分和药物的包封率，实现了顺铂的高负荷量输送和减少了非肿瘤组织的毒性。
2. 纳米金属颗粒药物载体：纳米金属颗粒是一种应用最广泛的纳米药物载体。
纳米金属颗粒可以作为基于光热效应的抗肿瘤治疗药物载体。
研究者们利用纳米金颗粒在近红外光下的光热转换特性，将其用于肿瘤热疗。
在此方法中，纳米金颗粒被注入到肿瘤细胞中，然后通过激发近红外光，使颗粒发热，并破坏肿瘤细胞。
该方法具有高效和可控性的特点。
3. 肽类纳米药物载体：肽类纳米药物载体是利用肽分子的特异性靶向性质，来改善肿瘤药物的输送效果。
一种名为Arg-Gly-Asp（RGD）的短肽被发现可以高度特异性地结合于肿瘤细胞表面的整合素受体，这为研究人员设计并合成了一类RGD修饰的纳米载体。
这些载体在输送抗肿瘤药物时，可以通过与肿瘤细胞表面的整合素受体结合，实现对肿瘤细胞的高度针对性。
纳米抗肿瘤药物在肿瘤治疗领域具有广泛的应用前景。
通过纳米技术，研究人员可以精确地控制药物的释放动力学特性，并提高药物的载荷量。
通过利用纳米载体的靶向性质，可以提高药物的针对性。
尽管在药物设计和合成方面取得了显著进展，纳米抗肿瘤药物仍然面临一些挑战，例如生产工艺复杂、价格昂贵以及未来需要进行更多的临床研究证明其效果和安全性。
对纳米抗肿瘤药物的进一步研究和发展具有重要意义。
《肿瘤免疫抑制微环境调节水凝胶用于肿瘤的二区近红外光热免疫治疗》肿瘤免疫抑制微环境调节水凝胶用于二区近红外光热免疫治疗的高质量范文一、引言肿瘤免疫治疗是近年来备受关注的治疗方式，其通过激活或增强患者自身的免疫系统来抵抗肿瘤。
然而，肿瘤微环境中存在的免疫抑制因素却极大地削弱了这种治疗的效果。
为了克服这一难题，本文提出了一种新的治疗方法——使用具有二区近红外光热特性的水凝胶进行肿瘤的免疫治疗。
该水凝胶不仅能够有效调节肿瘤微环境中的免疫抑制因素，还能通过光热效应对肿瘤细胞进行热杀伤，从而提高肿瘤治疗的效果。
二、材料与实验方法（一）水凝胶材料合成与表征本文采用生物相容性良好的材料制备了具有二区近红外光热特性的水凝胶。
该水凝胶具有独特的分子结构，在二区近红外光（如NIR-II区）照射下能够产生足够的光热效应。
此外，水凝胶材料还具有良好的生物相容性和可降解性，可广泛应用于肿瘤治疗领域。
（二）水凝胶调节肿瘤微环境免疫抑制因素为了探究水凝胶对肿瘤微环境免疫抑制因素的调节作用，我们采用了细胞实验和动物模型进行研究。
在细胞实验中，我们分别对具有免疫抑制功能的细胞（如Treg细胞）和具有杀伤肿瘤作用的细胞（如T细胞）进行体外培养，并观察水凝胶对它们的影响。
在动物模型中，我们将水凝胶植入肿瘤组织中，观察其对肿瘤微环境的影响及对治疗效果的改善作用。
（三）二区近红外光热免疫治疗在近红外光的照射下，水凝胶能够产生足够的光热效应，从而对肿瘤细胞进行热杀伤。
同时，水凝胶中的某些成分还能够促进免疫细胞的活化，增强机体的免疫功能。
因此，通过结合二区近红外光热治疗和免疫治疗，我们能够更有效地杀死肿瘤细胞并抑制其复发。
三、实验结果与讨论（一）水凝胶的表征与性能分析通过一系列实验和表征手段，我们证实了所制备的水凝胶具有良好的二区近红外光吸收性能和光热转换效率。
此外，该水凝胶还具有优异的生物相容性和可降解性，为后续的肿瘤治疗奠定了基础。
（二）水凝胶调节肿瘤微环境免疫抑制因素的作用机制通过细胞实验和动物模型的研究，我们发现水凝胶能够有效降低肿瘤微环境中的免疫抑制因素，如Treg细胞的含量。
肿瘤微环境的研究与肿瘤治疗策略肿瘤微环境指的是肿瘤细胞周围的生态环境，包括肿瘤细胞、间质细胞、血管、免疫细胞、细胞外基质等组成。
它是一个相互作用的复杂系统，对于肿瘤的发生、发展和治疗具有重要影响。
本文将介绍肿瘤微环境的研究进展以及相关的肿瘤治疗策略。
一、肿瘤微环境的特点和作用机制肿瘤微环境具有以下几个特点：1）高度异质性：肿瘤微环境中存在多种细胞类型，如肿瘤细胞、免疫细胞、内皮细胞等，它们在结构和功能上存在差异；2）促进肿瘤进展：肿瘤微环境中的组分可以促进肿瘤细胞增殖、侵袭和转移；3）调节免疫应答：肿瘤微环境可以抑制免疫细胞的功能，使肿瘤细胞逃脱免疫监测；4）影响药物疗效：肿瘤微环境中的组分可以影响抗肿瘤药物的吸收、分布和代谢。
肿瘤微环境对肿瘤的发生和发展起着重要的作用。
研究表明，肿瘤微环境可以提供肿瘤细胞生长和转移所需的营养物质和氧气；调节肿瘤细胞的分化和增殖；促进肿瘤侵袭和转移；抑制免疫细胞杀伤肿瘤细胞的作用，等等。
因此，深入了解肿瘤微环境的特点和作用机制，对于制定有效的肿瘤治疗策略具有重要意义。
二、肿瘤微环境的研究进展近年来，随着生物技术的不断发展，人们对于肿瘤微环境的研究取得了一系列突破。
首先，通过单细胞测序技术，揭示了肿瘤微环境中不同细胞类型的基因表达模式和功能，并发现了许多调控肿瘤发展的关键因子。
其次，利用三维细胞培养和动物模型等体外和体内实验手段，模拟了肿瘤微环境的复杂相互作用，有助于我们更好地理解其调控作用。
此外，新型成像技术的应用，如多光子显微镜、小动物活体成像等，为我们观察和分析肿瘤微环境提供了强大工具。
三、肿瘤治疗策略基于对肿瘤微环境的深入研究，人们已经提出了多种肿瘤治疗策略。
首先，针对肿瘤微环境中的免疫细胞抑制作用，人们开发了免疫检查点抑制剂，通过激活免疫细胞杀伤肿瘤细胞，达到抗肿瘤的效果。
其次，针对肿瘤微环境中的血管生成，人们研发了抗血管生成药物，抑制肿瘤的血液供应，减少营养物质和氧气的供应。
肿瘤微环境的免疫调节机制是近年来癌症研究的热点，它体现了肿瘤的生命性质和免疫系统的复杂性，是研究肿瘤治疗的关键问题之一。
肿瘤微环境是指肿瘤细胞与周围组织、细胞以及血管等非肿瘤细胞组成的环境，它对肿瘤的生长、转移、疾病进展、治疗效果都有很大影响。
本文将结合目前的研究成果，讨论，以期对于癌症的治疗提供一些新思路。
一、概述免疫调节机制是指机体自身或外界因素通过特定的分子机制、细胞机制等手段调节免疫细胞、免疫因子的活性和数量，从而维持机体免疫功能的平衡状态。
在肿瘤微环境里，肿瘤细胞和非肿瘤细胞之间的相互作用导致免疫细胞的免疫特异性受到破坏，造成机体对于肿瘤的抵抗力下降，这是肿瘤可以生长和扩散的基础。
主要包括以下方面：1. 免疫细胞增多和活性下降在肿瘤微环境中，肿瘤细胞可以分泌各种化学物质和生长因子吸引和激活免疫细胞的增生，但是同时也会抑制免疫细胞的活性，进而影响它的免疫特异性；非肿瘤细胞如成纤维细胞、内皮细胞、巨噬细胞等也会参与进来，增加免疫细胞的数量。
这些免疫细胞如T细胞、自然杀伤细胞、树突状细胞等有着重要的免疫功能，它们的活性下降必将引发肿瘤的发生和发展。
2. 免疫细胞的表型和转录因子的改变在肿瘤微环境中，免疫细胞也会出现细胞表型的改变，并且表现出负调控免疫识别的受体和共刺激分子，如CYTA-4、PD-1、LAG-3等，这些分子的表达可以表明免疫细胞的功能受到了抑制，这些化学物质会调节免疫细胞的细胞识别，参与免疫应答的调节过程，其中T细胞因子的多样性和可塑性是很有特点的，会直接影响到抗肿瘤的免疫反应。
3. 细胞因子的微环境调节在癌症发生的过程中，会伴随着炎性细胞因子、细胞因子的升高，比如IL-6、TNF-α、IFN-γ、IL-4和GM-CSF等，它们会通过调节免疫细胞的增殖、生长和促进炎症反应，保护肿瘤发展。
在肿瘤微环境中也会出现另一种细胞因子，即吸收细胞因子（TGF-β），它们可以通过特定的方式来调节免疫细胞的活性、增殖和活化的过程，这也是肿瘤生长及其进展的关键。
肿瘤微环境的研究及临床应用随着医疗技术的不断进步和人们对健康的更高要求，对肿瘤的研究和治疗也越来越重视。
而肿瘤微环境的研究及临床应用也成为了当今医学领域的热门话题。
本文将对肿瘤微环境的研究和临床应用进行探讨。
一、肿瘤微环境的概念肿瘤微环境是指肿瘤周围的细胞、分子、血管、细胞外基质等各种生物学结构的综合体。
它是肿瘤发展的场所和环境，具有很大的影响力。
肿瘤微环境是由肿瘤细胞本身和其周围的非肿瘤细胞构成的。
在肝癌、肺癌、胃癌、乳腺癌等肿瘤中，肿瘤细胞仅占肿瘤病灶中的一小部分，其周围的肿瘤微环境所占据的比例要占到绝大部分。
因此，肿瘤微环境中与肿瘤细胞交互作用的各种细胞、基质、信号因子等因素，是一个极为重要的研究领域。
二、肿瘤微环境的组成肿瘤微环境是由多种不同成分组成的。
与肿瘤细胞紧密相关的成分包括：肿瘤相关巨噬细胞、肿瘤相关淋巴细胞、血管内皮细胞、成血管细胞等。
与肿瘤微环境细胞外基质（ECM）相关的成分包括：纤维蛋白、胶原蛋白、蛋白聚糖、天然杀菌肽及肿瘤细胞外分泌物质等。
三、肿瘤微环境在肿瘤发展中的作用肿瘤细胞不是孤立的存在，它们需要通过肿瘤微环境中的不同成分来得到生存的支持和生长的刺激。
肿瘤微环境中的细胞、基质、信号因子等因素可以通过直接或间接的方式影响肿瘤的发展过程，从而加剧肿瘤的发展。
同时，肿瘤微环境还能通过直接或间接的方式影响肿瘤的治疗效果。
四、肿瘤微环境在肿瘤治疗中的应用肿瘤微环境对肿瘤的发展有重要的作用，因此，它也成为了肿瘤治疗的目标之一。
在肿瘤治疗中，利用肿瘤微环境中的各种因素，可以有针对性地干扰肿瘤的发展过程，甚至直接肿瘤细胞的生存与生长。
如今，已经有许多肿瘤微环境的研究成果应用在了临床治疗中。
例如，干扰素γ（IFN-γ）等多种免疫刺激剂和肿瘤血管生成抑制剂的应用，可以通过影响肿瘤微环境恶性转化和转移的过程，从而达到肿瘤治疗的效果。
另外，近年来，通过对肿瘤微环境中肿瘤相关巨噬细胞的研究，发现其可潜在改变肿瘤抗药性，因此在治疗中应用肿瘤相关巨噬细胞调节剂，可能有望增加化疗药物的效果。
抗肿瘤酶响应型纳米载体递送系统的作用机制及其在临床治疗中的应用摘要：近年来，随着纳米技术的快速发展，抗肿瘤酶响应型纳米载体作为一种新型的药物递送系统，在肿瘤治疗领域展现出巨大的应用潜力。
本文旨在深入探讨抗肿瘤酶响应型纳米载体的作用机制，并分析其在临床治疗中的应用前景。
介绍了酶响应型纳米载体的基本概念和特性；接着，详细阐述了其作用机制，包括酶触发的纳米载体解离、药物释放以及靶向性增强等；通过数据统计分析，评估了该系统在提高药物疗效和降低副作用方面的实际效果，并讨论了当前面临的挑战与未来的发展方向。
研究表明，抗肿瘤酶响应型纳米载体能够有效克服传统化疗的局限性，为肿瘤治疗提供了新的思路和方法。
关键词：抗肿瘤酶响应型纳米载体；作用机制；临床治疗；数据统计分析；靶向性；药物释放一、引言1.1 研究背景与意义肿瘤，尤其是恶性肿瘤，已成为全球范围内威胁人类健康的主要疾病之一。
传统的肿瘤治疗方法，如手术、放疗和化疗，虽然在一定程度上延长了患者的生存期，但往往伴随着严重的副作用和复发风险。
因此，开发新型、高效、低毒的肿瘤治疗方法显得尤为重要。
近年来，纳米技术的快速发展为肿瘤治疗带来了新的希望。
其中，抗肿瘤酶响应型纳米载体作为一种智能药物递送系统，因其能够在特定病理环境下响应肿瘤相关酶的变化，实现精准药物释放，从而显著提高药物疗效并减少对正常组织的伤害，受到了广泛关注。
1.2 研究目的与内容概述本论文旨在深入剖析抗肿瘤酶响应型纳米载体的作用机制，并评估其在临床治疗中的应用价值。
具体内容包括：介绍酶响应型纳米载体的基本概念、分类及特性。
详细阐述抗肿瘤酶响应型纳米载体的作用机制，包括酶触发的纳米载体解离、药物释放过程以及如何通过靶向性设计增强治疗效果。
通过数据统计分析，对比传统化疗方法，评估抗肿瘤酶响应型纳米载体在提高药物疗效、降低副作用方面的优势。
探讨当前研究中存在的问题与挑战，并提出未来可能的发展方向。
二、抗肿瘤酶响应型纳米载体的基本概念与特性2.1 纳米载体的定义与分类纳米载体是指尺寸在纳米级别的材料，它们能够负载、运输并在一定条件下释放药物或其他生物活性分子。
中药对肿瘤微环境的调控作用及其抗肿瘤机制研究摘要：肿瘤微环境是肿瘤生长和发展的重要环境因素，包括肿瘤血管生成、炎症反应以及免疫细胞的活性等。
在近年来的研究中，发现中药具有调控肿瘤微环境的潜力，并且对抗肿瘤有重要作用。
本论文综述了中药对肿瘤微环境的调控作用及其抗肿瘤机制的研究进展，以期为中药在肿瘤治疗中的应用提供参考。
一、引言肿瘤微环境对肿瘤生长和发展起着至关重要的作用，其中包括血管生成、炎症反应以及免疫细胞的活性等。
中药以其多组分、多靶点的特点，对肿瘤微环境具有调控作用，被广泛应用于肿瘤治疗中。
二、中药调控肿瘤血管生成肿瘤血管生成是肿瘤生长和转移的重要因素，中药可以通过多个途径调控肿瘤血管生成，并发挥抗肿瘤作用。
例如，黄芪通过抑制VEGF、FGF等促血管生成因子的表达，抑制肿瘤血管生成，从而抑制肿瘤生长和转移。
三、中药调控肿瘤炎症反应肿瘤炎症反应与肿瘤发展密切相关，中药可以通过调节炎症因子的表达，抑制肿瘤炎症反应，并发挥抗肿瘤作用。
例如，当归通过抑制NF-κB信号通路的激活，减轻炎症反应，从而抑制肿瘤发展。
四、中药调控肿瘤免疫细胞活性肿瘤免疫细胞活性对肿瘤的免疫监视和抗肿瘤反应起着重要作用，中药可以通过调节肿瘤免疫细胞的活性，增强抗肿瘤免疫应答。
例如，乌骨藤通过增加NK细胞的活性，诱导细胞毒性T淋巴细胞的增殖，从而增强免疫监视和抗肿瘤反应。
五、中药的抗肿瘤机制研究中药对肿瘤微环境的调控作用主要通过多靶点的调节实现，涉及多个信号通路的参与。
通过对中药抗肿瘤机制的研究，可以深入理解中药的药理特点和作用机制。
六、中药的临床应用前景中药作为一种传统药物，具有丰富的资源和临床应用经验。
通过深化对中药对肿瘤微环境的调控作用和抗肿瘤机制的研究，可以拓展中药在肿瘤治疗中的应用前景，提高肿瘤治疗效果。
七、结论中药对肿瘤微环境的调控作用及其抗肿瘤机制的研究已有不少进展，但仍面临一些挑战和问题。
未来的研究应继续探索中药对肿瘤微环境的调控作用和抗肿瘤机制，以期更好地发挥中药在肿瘤治疗中的作用。
项目名称：基于肿瘤微环境调控的抗肿瘤纳米材料设计和机制研究首席科学家：聂广军国家纳米科学中心起止年限：2012.1至2016.8依托部门：中国科学院一、关键科学问题及研究内容1、关键科学问题本项目围绕设计、构建调控肿瘤微环境的功能纳米材料去改善肿瘤生存环境、抑制肿瘤细胞的快速生长和恶性程度、提高乳腺癌和胰腺癌等恶性肿瘤的治疗效果这一中心目标，拟解决以下三个关键科学问题：1）具有调控肿瘤微环境的环境响应型高效低毒功能纳米材料的设计与构建问题,重点是肿瘤微环境响应与纳米特性之间的关系问题；2）功能纳米材料与肿瘤间质和间质细胞的相互作用，重点是功能纳米材料抑制和逆转肿瘤恶性表型的作用机理问题；3）具有肿瘤微环境调控功能的纳米材料的“效能-代谢行为-安全性”之间的平衡问题。
2、主要研究内容（1）肿瘤微环境响应型功能纳米材料的设计、合成及表征①纳米材料设计、制备和表征：根据构建具有调控肿瘤微环境生物特性的纳米药物系统的需要，采用生物材料学、高分子和有机合成等方法和原理，通过分子设计、改性和修饰等技术，制备性能可控的多功能新型医用纳米材料，包括碳纳米材料、聚合物类纳米材料（如两亲性聚合物、DNA和肽类）、有机-无机杂化类纳米材料（例如贵金属和生物分子杂合等）等，并对其各种理化特性进行表征。
满足对课题二、三、四中肿瘤微环境特殊生物学特征（如组织缺氧，低pH 值，大量产生特殊蛋白水解酶等）进行识别和响应的功能纳米材料的需求。
②多功能纳米材料的设计和构建：针对肿瘤微环境的生物学特性，挑选已有大量工作基础和具有重大科学突破的纳米材料，以微环境的生物标志物（如胶原纤维、血管内皮生成因子、生长激素、细胞黏附分子受体-整合素、成纤维细胞标志物等）为靶点，设计多功能纳米材料；通过在合成过程中控制表面配体种类、合成后表面化学修饰等策略，调控所制备的纳米材料的界面结构；通过化学键合、生物亲合等途径实现无机纳米颗粒与生物功能分子间的可控偶联，调控无机纳米材料表面生物功能分子的种类、数量和性能，构建能够调控上述肿瘤微环境中重要的生物学过程、从而逆转肿瘤组织的恶性表型或阻止肿瘤转化的多功能纳米材料；探索和总结纳米材料表面修饰和性能调控的规律。
③利用纳米材料自身的抗肿瘤特性，设计和构建多功能纳米材料：根据肿瘤微环境的需要，采用纳米异质杂合、有机衍生、自组装等方法，充分发挥纳米结构自身的抗肿瘤特性，设计、构建兼具特殊纳米特性（例如功能化富勒烯的抗肿瘤活性），以及物理（如光、热、磁等特性）和生物抗肿瘤疗效（小分子药物、治疗性抗体等重组蛋白药物、多肽药物、细胞因子、siRNA等）协同效应的多功能纳米材料，并对其理化特性进行表征。
④理论模拟和计算：通过分子模拟和理论计算，设计并优化与肿瘤微环境相互作用的多功能纳米材料；研究这些纳米材料的药物输送、响应调控、扰动肿瘤微环境等能力，并对这些纳米药物剂型的理化特性进行表征，同时也为实验合成提供理论依据。
（2）功能纳米材料与肿瘤细胞外基质的相互作用——对肿瘤恶性表型调控作用研究①功能性纳米材料与胶原蛋白的力学相互作用影响肿瘤恶性表型的机制研究：通过建立三维立体培养体系，获取功能化纳米材料影响胶原纤维聚合状态、卷曲程度、刚性程度及流变性质的相关定性与定量参数，定量检测细胞核应力及变形程度，探索纳米材料与胶原蛋白的机械力学作用如何影响所培养肿瘤细胞的生物学行为及其相应的分子机制，并在整体动物水平上验证相应的结果。
初步建立新型生物纳米材料调控胶原蛋白的生物学性质，逆转肿瘤恶性表型的机械力学模式、细胞行为改变、信号传导途径、表观遗传学修饰、基因表达变化及营养代谢变化的崭新理论体系。
②功能性纳米材料与跨膜蛋白整合素相互作用影响肿瘤恶性表型的机制研究：通过建立三维立体培养体系，在单分子水平及细胞水平研究功能性纳米材料(结合有多肽药物或靶向整合素抗体药物)与跨膜蛋白整合素胞外部分的相互作用机制；通过检测整合素的聚合状态、整合素直接关联的细胞骨架的重组、相关激酶类的活性状态，探索新型功能性生物纳米材料籍由与整合素的作用，逆转肿瘤恶性表型的细胞行为改变、信号传导途径变化的过程，进而在动物体内整体水平验证相应的结果并揭示其分子机制。
③功能性纳米材料与细胞外基质中生长因子相互作用影响肿瘤恶性表型的机制研究：研究功能性纳米材料与细胞外基质相互作用，调控生长因子的表达与分泌的分子机制。
探讨结合有生长激素抑制剂等重组蛋白药物的功能性纳米材料，通过靶向肿瘤微环境中的自分泌/旁分泌生长激素等生长因子，抑制肿瘤细胞的恶性增殖、转移及新生血管生成的功能与机制。
在此基础上，进一步揭示自分泌生长激素等来源于肿瘤微环境的生长因子，在肿瘤侵袭中与细胞外基质分子和其它促癌生长因子、促血管生成因子的协同作用与交叉调控机制。
同时利用生长激素等转基因小鼠模型，研究功能性纳米材料的肿瘤抑制效果与分子机制。
（3）功能纳米材料与肿瘤间质细胞的相互作用——降低肿瘤细胞恶性程度研究①肿瘤微环境可视化的原创纳米技术：针对肿瘤间质细胞（新生血管内皮细胞和间质成纤维细胞）的分子标志物和生物特性，利用课题一设计、合成的具有光、磁及催化效应的多功能纳米材料，与特殊的分子标志物偶联，建立可实现乳腺癌早期检测及肿瘤微环境可视化的原创技术。
②功能纳米材料抑制新生血管内皮细胞的作用机制研究：以特异表达在新生血管内皮细胞的血管内皮细胞粘附分子CD146为靶标，将治疗性抗体AA98等与课题一构建的纳米材料偶联制备新型功能纳米材料，探索其抑制乳腺癌生长转移的分子机理；在此基础上揭示CD146在肿瘤血管生成中与其它促血管生成因子的交叉调控机制。
同时利用CD146特异性敲除的荷瘤动物模型，研究功能性靶向纳米药物系统与乳腺癌和胰腺癌组织内新生血管内皮细胞相互作用的分子机制。
③功能纳米材料调控肿瘤成纤维细胞的作用机制研究：以肿瘤间质成纤维细胞的特异标志物为靶标，利用课题一构建的功能性纳米材料，实现对该类细胞的特异性结合与功能调控；研究新型纳米材料对成纤维细胞合成、分泌细胞外基质（ECM）、炎症因子、金属基质蛋白酶（MMPs）等的影响，阐明新型纳米材料通过调控成纤维细胞而改变肿瘤微环境、影响肿瘤细胞增殖及迁移、侵袭的作用途径与分子机理。
（4）功能纳米材料的药效学、代谢行为及安全性研究①针对课题一、二、三筛选出的2-3种具较好应用前景的纳米材料，选取乳腺癌或胰腺癌的体内及体外模型，进行全面的短、长期体内、外药效学研究。
考察药理作用的强弱和范围(量-效关系、时-效关系)，明确纳米材料的有效性和优效性。
②针对课题一、二、三筛选出的纳米材料，在动物体内及细胞内同步可视化定性、定量、“时-空耦合”进行纳米材料的代谢行为研究。
研究纳米材料在体内、肿瘤微环境内、靶细胞内的分布和代谢动力学，以及在体内跨越生物屏障的机制。
同时并考察纳米材料作为化疗辅助药物对原化疗药物代谢行为的影响，以及协同增效后是否会产生新的生物安全性问题。
③总结归纳纳米材料各种理化性质和功能化修饰对其在体内、肿瘤微环境内及靶细胞内的代谢动力学、靶向性、环境响应性及药效的影响。
从动物整体水平、细胞水平、分子水平等不同层次上，研究纳米材料在肿瘤微环境中的药物释放动力学，药物释放过程中纳米材料的自身行为特点，纳米特性对细胞内膜囊泡输运和细胞器靶向的影响；归纳不同理化特性的纳米材料与靶细胞和靶分子（细胞外基质成分、靶蛋白、靶基因）的作用特点及规律，阐明其“性能-代谢行为”规律。
④结合核磁共振与色谱-质谱分析技术，建立适用于研究纳米材料生物效应的体液、细胞和组织原位定量代谢组分析方法，用于研究作用于肿瘤微环境的纳米材料对肿瘤细胞、肿瘤组织及动物整体代谢等多个层次的影响，在分子水平上阐明与纳米材料生物学效应相关的代谢网络和调控机制。
二、预期目标1、总体目标面向国家在人类重大疾病和纳米生物医学领域的战略需求，针对肿瘤研究前沿和热点问题，拟通过本项目的实施，发展基于肿瘤微环境调节功能的、具有重要应用前景的功能纳米材料，为解决“病人长期带瘤生存并改善其生存质量”这一肿瘤治疗新策略中的关键科学问题提供基础理论支持。
结合肿瘤学重大科学问题和纳米生物技术，设计并合成一系列具有自主知识产权、高效、安全的针对肿瘤微环境治疗的抗肿瘤功能纳米材料；在分子、细胞、组织和整体动物水平上揭示功能纳米材料调控肿瘤微环境、实现高效抗肿瘤的作用方式及其机理；阐明功能纳米材料的“性能-代谢行为-安全性”规律；在应用纳米技术改善乳腺癌和胰腺癌治疗现状的应用基础研究方面，取得一批重要的原创性成果；培养一批具有国际影响的学术带头人，提高我国纳米生物医药技术的国际竞争力。
2、五年预期目标（1）在肿瘤治疗新策略方面①揭示功能纳米材料调控肿瘤微环境、实现高效抗肿瘤的机理，力争在纳米技术改善乳腺癌和胰腺癌治疗效果的理论上取得突破性进展。
②采用高靶向、多靶点综合治疗肿瘤微环境的新策略，力争构建安全、长效，并具有抗肿瘤转移的功能纳米材料，力争在联合传统放化疗方法，及改善乳腺癌手术预后效果上取得突破。
③研究设计一批具有潜在针对肿瘤微环境进行治疗的高效低毒的多功能纳米材料，为产生一批改善肿瘤治疗效果的、具有潜在应用潜力和临床开发价值的纳米前体药物奠定基础。
（2）在研究成果方面①获得拥有自主知识产权，具有潜在应用价值的肿瘤微环境响应和调控型功能纳米材料6-8种；获得3种以上对乳腺癌及胰腺癌等恶性肿瘤具有显著抑制效果的高效低毒功能纳米材料。
②针对肿瘤微环境中的重要靶标分子，建立可实现乳腺癌及胰腺癌早期检测及肿瘤微环境可视化监测治疗的原创技术。
③在功能化纳米材料调控肿瘤微环境间质及间质细胞的分子机制上，阐明纳米材料和关键生物大分子的作用模式和分子理论模型，力争取得创新性的突破。
④初步建立微环境调控型纳米材料的“抑瘤性能-代谢行为-安全性”评价体系，完成1–2个最具开发前景的抗肿瘤功能纳米材料的代谢过程与生物安全性研究。
⑤取得一批具有国际影响的原创性成果，力争在国际重要学术刊物，包括在Science或Nature系列期刊上发表高质量论文100篇以上，申请国内外专利20-30项。
⑥培养一批有国际影响的中、青年学术带头人和学术骨干，培养硕士研究生40名、博士研究生30名和博士后10名。
