水溶性光热响应共轭聚合物的设计、合成及其在肿瘤诊疗一体化方面的研究

To address the problem that cancer is easy to metastasize and generate multiple drug resistance with current treatment, we propose this project. The project is aimed to develop a multifunctional biocomposite based on water-soluble photothermal-responsive conjugated polymer for the diagnosis and therapy of cancer. Through altering the donor-acceptor (D-A) construction units, the absorption and fluorescence emission of conjugated polymer can be finely regulated. By taking use of this property and the modification side chains of conjugated polymer, a series of water-soluble conjugated polymers with high photothermal conversion property will be synthesized. Further modification of conjugated polymers with targeting ligand and antitumor drugs to generate a class of biocomposites will improve the interaction between conjugated polymers and cancer cells. Thus, targeted photoacoustic imaging and efficient photothermal-chemotherapy of cancer will be realized through the new platform. The research will provide a series of novel photothermal-responsive conjugated polymers with antitumor activity and a platform of target diagnosis and treatment with the aid of photothermal activity. By investigating the mechanism of interactions between multifunctional conjugated polymer and tumors, the project will provide new thinking and modes for the development of fast and efficient diagnosis and therapy of tumors.

针对肿瘤疾病容易转移且伴随目前治疗易产生多重耐药性的问题，本项目目的是发展基于水溶性光热响应共轭聚合物的精确诊断与精准治疗肿瘤的诊疗一体新模式。利用共轭聚合物能带可调的性质，通过分子设计以及侧链修饰，合成一系列水溶性良好、光热转换能力强的共轭聚合物。进一步将靶向元件和药物分子连接到共轭聚合物上，利用光声成像靶向肿瘤示踪与诊断，进而实现高效光热治疗与药物化疗协同的多模式肿瘤杀伤。该研究不仅提供了基于光热响应共轭聚合物的高效抗肿瘤试剂，而且也发展了精确靶向诊断和治疗一体化模式。通过研究多功能光热响应共轭聚合物和肿瘤自组装体相互作用的机制，探索肿瘤多重耐药性的因素，为实现快速、高效的肿瘤诊断与治疗提供新思路和新模式。

本项目研究工作针对肿瘤疾病在传统药物治疗中易产生耐药性的科学问题，努力发展基于共轭分子的光调控多功能增效式抗肿瘤新模式。利用共轭分子优良的光响应性质及易组装修饰的特点，通过将共轭聚合物及共轭小分子与生物相容性及特异性分子、热敏分子等功能元件进行自组装，得到能够靶向成像并光热协同自由基深层次杀伤肿瘤、增强的光动力抗肿瘤的多功能材料并开展活体生物应用研究。取得的结果包括（1）近红外光调控的尺寸可变的、光热引发自由基生成的多功能纳米粒子对肿瘤部位光声、光热成像并指导多模式、深层次抗肿瘤治疗；（2）生物相容性好且活性氧产生能力倍增的共轭聚合物-蛋白纳米组装体用于实现高效、低毒的抗肿瘤治疗。相关研究结果以项目负责人为第一作者或通讯作者发表SCI科技论文7篇，国际科技论文1篇，经费所支持研究工作已授权3项国家发明专利；共指导研究生5名，硕士研究生毕业1名，协助指导博士研究生毕业2名，硕士研究生毕业1名，在读博士1名；参加国内外学术会议2次，做学术报告1次。研究工作的科学意义和贡献在于（1）提供了一种通过多模式联动有效杀伤深层次肿瘤细胞的新方法；（2）提出了一种克服肿瘤不利于治疗微环境（缺氧等）的新策略；（3）探索了增强分子抗肿瘤能力的机制；（4）发展了基于有机共轭分子的光响应多功能材料用于光调控的精准抗肿瘤治疗研究。研究工作的应用前景为提供和开发了潜在的基于光热、光动力治疗的试剂以及新型精准高效杀伤肿瘤的模式。