利用纳米载体来促进抗癌药物递送是近年来生物医学研究的热点之一。纳米载体在抗肿瘤治疗中疗效显著，但药物释放不受控与靶向实体瘤效率低的问题仍亟待解决。本课题通过构建系列新型氧化还原敏感型纳米载体，一方面，二硫键可作为连接剂使药物与载体共价结合，通过二硫键与细胞内谷胱甘肽(GSH)间发生“硫醇-二硫键交换反应”来实现药物的可控释放；另一方面，当有足够的二硫键存在时，“硫醇-二硫键交换反应”可能瞬间耗尽细胞内的GSH，间接导致谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)活性丧失进而诱发一种新型的细胞死亡方式，铁死亡。因此，本课题利用肿瘤细胞中高水平的GSH来实现纳米载体中抗癌药物的高效可控递送。
　　本文首先针对“共价连接键链长调控的氧化还原敏感型抗癌高分子胶束”，通过水透析法制备聚合物-药物轭合物胶束，并在细胞与动物水平上对两种含有不同连接分子的聚合物胶束进行药效评价，探索不同二硫键连接分子对药物释放动力学与抗肿瘤疗效的作用规律。研究发现具有不同连接键的胶束释放的环状副产物张力不同，进而影响药物释放速率，使得药物浓度存在差异，从而影响抗肿瘤疗效，这一结论在细胞和动物水平实验中，以细胞毒性水平与抑瘤效率为指标得到了验证。
　　本文继而针对氧化还原敏感型抗癌MOF纳米载体进行研究。选择含有二硫键的咪唑有机配体与锌离子配位，并包载模型光敏剂(Chlorin e6, Ce6)，制备了一种全应答型金属有机骨架纳米载体(Ce6@RMOF)。在小鼠乳腺癌(4T1)细胞与荷瘤动物水平上考察纳米载体的抗肿瘤药效，评价铁死亡机理对光动力疗法的贡献。本课题发现无论光照与否，Ce6@RMOF均可通过“二硫键-硫醇交换反应”导致细胞内GSH的耗竭。GSH的消耗进一步导致了GPX4酶的失活及随后的细胞铁死亡，进而增强细胞毒性。在4T1荷瘤小鼠模型中，以肿瘤抑制率和动物生存率为指标，证实了铁死亡机理对Ce6@RMOF抗肿瘤的贡献。
　　综上所述，本课题成功开发了两类新型氧化还原应答型纳米载体，并考察了其在铁死亡疗法与光动力学疗法中的抗癌功效。新型氧化还原敏感型纳米载体可通过调控药物释放动力学与氧化还原稳态来实现药物的高效可控递送。