癌症是威胁人类健康的因素之一,临床研究控制和治疗癌症最有效的方式是实现早期的诊断和治疗。精准医学的发展就是早期诊断和实现个体化治疗,即在正确的时间给病人提供正确的治疗。个体化医学正逐步成为生物医学研究领域的热点,极大地推动临床合理用药和新药研发并有可能成为临床医学实践的典范。而如何设计、制备肿瘤靶向性的诊疗一体化技术是实现个体化医学的关键技术之一。基于传统医学影像技术与分子生物学多学科技术交叉融合产生的分子成像技术,使基本的病理生理学过程中关键分子事件实现可视化,从而实现在分了水平上无创实时观察肿瘤细胞的发生、发展与转移,有利于活体内肿瘤活动规律的掌握,使肿瘤的早期诊断与治疗成为可能。此外,纳米生物技术的发展为实现对肿瘤有效地诊断和治疗于一体提供了重要基础。肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)是全球最常见的恶性肿瘤之一,它的发病率和死亡率逐年上升,严重威胁着人类的健康。大多数肝癌对化疗药物有抗药性,而肝细胞癌的最基本特征是治疗后早期转移和复发。因此,迫切需要一个有效地可靠的肿瘤标志物来预测肝癌的转移及预后指标,并基于分子水平对肝癌进行治疗及实时监控。Glyphican-3(磷脂酰肌醇蛋白)是硫酸乙酰肝素糖蛋白家族(heroransulfateproteoglycan,HSPG)的一员。研究发现,在原发性肝癌中无论是mRNA水平还是蛋白质水平均呈高表达,而在其他肿瘤及良性肝病等中呈低表达或不表达,对原发性肝癌的诊断具有较高的敏感性和特异性,可作为识别HCC特异性肿瘤标志物。通过定性或定量地检测GPC3的表达量,进一步了解GPC3的生理生化功能,可望实现通过调节改变GPC3而诊断和治疗肿瘤的目的,因此设计一类高特异性、敏感性识别GPC3的探针尤为重要。多肽类分子探针具有高亲和力、高特异性、血液清除快和组织穿透能力强等特点,且容易得到能在较短时间内获得高对比度的肿瘤影像,并几乎不存在人体免疫反应。以此为理论基础,我们设计了一个新特异性识别GPC3的靶向肽可促进肝癌的早期诊断进而指导治疗。在本研究中我们以肝癌细胞(HepG2)为靶标,进行筛选得到了与其亲和力为735.2 ± 53.6 × 10-9 m的多肽GBP,在肿瘤小鼠模型经静脉注射研究靶向多肽分子探针,探讨该探针在识别肿瘤内GPC3的能力,从而研究GPC3靶向多肽在肿瘤早期诊断中的可行性。结果发现,Cy5.5-GBP在HepG2肿瘤中有较高的肿瘤摄取(肿瘤/肌肉比值:6.49 ±0.55)相比于阴性对照组即低表达GPC3的肿瘤PC3组(肿瘤/肌肉比值:1.15 ± 0.32)。同样通过荧光成像和HCC组织学染色检测,我们证明了 GPC3表现出巨大的潜力。进一步实验中,我们还将此多肽偶联到四氧化三铁合金纳米颗粒表面实现了靶向成像指导下的肿瘤的光热治疗,显示该类GPC3靶向诊疗一体化探针具有广阔的应用前景。