随着生活节奏加快和生活压力加大,高血压等导致的脑卒中发病率日益增高,且发病患者趋于年轻化;同时,中国人口老龄化加快,神经退行性疾病（如帕金森病、阿尔茨海默病、癫痫等）正变得越来越突出。此外,由于神经元细胞自身不能进行再生,只能进行相当有限的自身修复,因此当神经元胞体受伤以后只能依靠干细胞分化出新的神经元细胞来代替死亡的神经元细胞。但是,研究表明未进行分化诱导的干细胞移植会具有潜在致畸胎瘤的问题,所以诱导干细胞诱导向神经方向分化是干细胞治疗中的关键。传统诱导干细胞分化利用的病毒载体具有潜在的生物安全性问题,所以利用物理刺激诱导干细胞分化成为一种新的干细胞治疗思路。针对此问题,本论文第一部分利用噬菌体库成功筛选获得无生物毒性的四方晶型BaTiO₃纳米颗粒的靶向亲和肽。然后利用噬菌体展示技术将该亲和肽展示在噬菌体表面,制备得到工程化噬菌体。利用该工程化噬菌体在常温和中性pH条件下诱导合成BaTiO₃纳米晶体并组装成纳米线,并验证制备的纳米线具有较好压电性能。随后利用工程化噬菌体和BaTiO₃纳米颗粒制备成具有压电性的二维纳米拓扑结构膜,并验证其对干细胞的生命活动的影响。下一步计划将研究pVIII-RS-BaTiO₃拓扑结构膜对hMSC向神经细胞方向分化的影响。本研究的意义在于:首次利用筛选出的BaTiO₃纳米颗粒环状结构亲和肽在常温、pH=7条件下诱导合成BaTiO₃纳米晶体和纳米线,克服了BaTiO₃传统高温合成方法（≥1100°C）和有机试剂残留;并利用该纳米线组装成的拓扑结构膜尝试调控干细胞分化。实验数据表明该拓扑结构膜能够诱导干细胞延膜沟壑方向伸长。同时,随着我国城镇化水平的提高,我国的疾病分布重心已经从传染性疾病转移到非传染性疾病（如癌症、心血管疾病等）。非传染性疾病中的癌症因为其较高的死亡率和日益增长的发病率,已成为我国的重大公共医学问题。我国每年癌症新发病数达到了420万,平均每天新增约1.2万病例。其中,乳腺癌是女性发病率最高的恶性肿瘤,在我国乳腺癌也仅仅排在肺癌之后成为第二大高发病率癌症。据世界卫生组织统计2016年乳腺癌占女性所有癌症的15%,稍低于世界平均水平（23.5%）,死亡率排在女性所有癌症中第六位。较发达国家,一方面我国的乳腺癌患者发病年龄普遍偏小。另一方面,相对于发达国家我国对乳腺癌的治疗还主要依赖于传统的乳房切除术和放射辅助。这进一步增大了乳腺癌对我国女性健康的危害。因此,开发针对乳腺癌的个性化靶向治疗和生物治疗就尤为迫切和重要。目前肿瘤的个性化靶向治疗主要集中在针对肿瘤细胞、肿瘤微环境（如血管）和肿瘤免疫系统逃逸进行设计。哈佛大学Folkman教授在1971年提出了著名的肿瘤血管生成假说。该假说认为肿瘤会过表达一系列内源性血管生成因子（如VEGF、血管生成素等）,而静止的内皮细胞被这些细胞因子激活以后会进行大量细胞增殖、迁徙并排列成管腔结构以形成新生血管。肿瘤生长和肿瘤转移需要依赖于这些新生的血管来提供营养物质、转移途径和排除代谢产物。故血管生成因子是肿瘤治疗中的一个很重要的潜在治疗靶点:通过抑制、阻断和中和这些重要的血管生成因子来抑制肿瘤新血管形成,从而达到“饥饿”肿瘤的目的。因此,本论文第二部分基于噬菌体生物淘选技术成功筛选出能够特异捕获人血管生成素（血管生成因子中的重要成员）的靶向多肽,并验证了该多肽和血管生成素之间具有很高的亲和力。再利用噬菌体双展示技术制备得到了既能靶向乳腺癌,同时又能捕获乳腺癌肿瘤细胞高表达的血管生成素的双展示工程化噬菌体。最后利用建立的人乳腺癌小鼠原位模型验证了该双展示工程化噬菌体的生物分布,并分析了该双展示工程化噬菌体对乳腺癌的治疗效果和生物毒性。本研究的意义在于:1.利用噬菌体淘选和噬菌体展示技术可以将获得的多肽药物有效地展示在噬菌体表面,同时能够维持该多肽的空间结构和生物学功能。该方法可以拓展到其他细胞因子和生物大分子的研究中;2.工程化的噬菌体可以为该药物载体提供很好的肿瘤靶向性。此方法还可以延伸到其他种类的肿瘤和血管疾病的治疗中;