目的克服癌症转移和化疗中的多药耐药性(MDR)在药物发现方面具有挑战性。新药设计的关键是筛选合适的药物靶点,其中,DNA结合蛋白为极其重要的药物靶点。鉴于DNA结合蛋白药物靶点的独特结合模式,开发DNA大沟结合型抗肿瘤药物具有特别意义。若该药物能稳定结合DNA大沟,理论上能同时阻断多个核蛋白与DNA结合,干扰它们基本功能,实现对肿瘤异常生物行为的多靶点调控。本论文开展纳米靶点识别及其纳米药物发现的探索性研究,旨在发现有效作用于DNA大沟并能克服各种细胞屏障的纳米活性药物,探究它们与”DNA纳米靶点”的互作方式及其干预肿瘤生长、转移与耐药相关信号通路的能力与机制,揭示纳米活性药物的临床应用潜力。材料和方法我们采用细胞毒性实验、WB、qPCR等实验研究石墨烯量子点(GQD)的逆转耐药活性,随后采用划痕实验、Transwell实验、活体成像实验探究GQD抑制癌症转移的活性。结果细胞毒性实验首先证实GQD对三种耐药细胞的生长均表现出明显的抑制作用,其对耐药细胞和药物敏感型细胞的IC_(50)是相当的。除此之外,GQD使得耐药细胞MCF-7/ADR和HCT-8/PTX对DOX和PTX的耐药指数分别从155.95和88.41下降为0.84和3.29。在分子水平上证实GQD高效逆转MDR1介导的耐药性是非传统方式的,即GQD通过对MDR1启动子活性的纳米界面抑制PCI-32765分子式导致MDR1表达显著下调的独特逆转方式,进而抑制耐药细胞中P-gp蛋白的表达。通过划痕实验和Transwell实验证实GQD可以抑制多种癌细胞的细胞迁移。在体内,生物发光成像证实GQD可以明显的抑制4T1-Luc细胞的Saxitoxin biosynthesis genes肺转移,抑制率高RSL3浓度达84%。在分子水平上我们证实GQD候选药物可以将4T1细胞中表达肿瘤干细胞标志物ALDH的细胞数量从37.43%下降到0.02%。利用Western blot和RT-PCR技术我们发现GQD候选药物可以明显抑制肿瘤干细胞标志基因(Notch1和Bmi1)和E-钙连蛋白的表达。结论本工作设计了一种完全不同于小分子药物的GQD纳米药物,其本身既是高活性抗癌药物又是超稳定荧光探针。GQD可设计成多靶点作用的新型抗癌药,其不仅可以通过抑制MDR1的启动子活性而逆转P-gp/MDR1介导的多药耐药,还可以通过消灭肿瘤干细胞而抑制肿瘤的转移,这使得GQD有利于克服传统单靶点抗癌药物临床应用的诸多局限。