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富勒烯/金属富勒烯纳米颗粒通常具有独特的结构和性质，如大的比表面积、表面带有大量的不饱和双键以及易于进行表面修饰、稳定性好、抗氧化能力强、生物相容性高、易代谢出生物体内等，因此富勒烯/金属富勒烯纳米颗粒在生物医药领域受到广泛的关注，尤其是在肿瘤治疗以及抗氧化损伤修复等方面具有很大的应用价值。本论文基于此生物学性能，首先对富勒烯/金属富勒烯进行功能衍生化，然后进行了其在肿瘤治疗，糖尿病治疗以及帕金森疾病治疗中的药效学和治疗机制的深入研究。具体内容如下: （一）射频辅助金属富勒烯纳米晶在肿瘤血管阻断治疗中的应用研究 合成了表面羟基修饰的钆基金属富勒烯纳米晶(GFNCs)，选取具有复杂的巢状肿瘤血管结构的人源肝癌HepG2为模型，进行了GFNCs血管阻断治疗肿瘤的效果及机理研究。射频辅助下的GFNCs能够快速高效地治疗HepG2肿瘤，抑瘤率达88.7％。并且，肿瘤血管功能成像的结果显示，射频辅助金属富勒烯治疗后肿瘤的血流明显减慢，肿瘤血管明显破坏。重要的是，射频辅助金属富勒烯治疗后的肿瘤血管内皮连接特异性蛋白VE-钙粘蛋白的表达显著下调，由此导致肿瘤内皮层遭到破坏，肿瘤血管崩解，以及随之而来的肿瘤大面积坏死。本研究提供了射频辅助金属富勒烯治疗肿瘤的详细机理，为其应用于临床肿瘤治疗提供了理论基础。 （二）水溶性金属富勒烯纳米颗粒在治疗糖尿病中的应用研究 合成了表面氨基酸修饰的钆基金属富勒烯纳米颗粒(GFNPs)，选取常用的肥胖型2型糖尿病db/db小鼠为模型，进行了GFNPs治疗糖尿病的效果及其机理的详细研究。研究表明，GFNPs能够快速显著地降低血糖，几乎达到正常小鼠的水平，在停止给药时仍能保持较长时间的低血糖水平，能够明显改善葡萄糖的消化吸收，增强胰岛素敏感性，并且GFNPs能够减轻肥胖小鼠的体重。通过腹腔注射，GFNPs可以在肝脏富集，通过激活胰岛素信号通路Akt/FoxO1/PGC-1a抑制肝脏的糖异生作用，通过激活Akt/GSK-3β促进糖原合成，从而改善胰岛素抵抗。同时，GFNPs可以在胰腺处大量富集，从而改善胰岛的氧化应激及炎症反应，从而修复胰岛的形态和功能，从源头上治疗糖尿病。GFNPs是一种具有高效降糖作用和减肥作用，无明显毒副作用的降糖药物，具有很大的临床应用价值。 （三）油溶性富勒烯在治疗帕金森疾病中的应用研究 合成了溶于橄榄油的C60富勒烯橄榄油溶液(C60-oil)，选用1-甲基-4-苯基-1，2，3，6-四氢吡啶(MPTP)药物诱导的帕金森疾病小鼠，进行了C60-oil治疗帕金森疾病及其机理的详细研究。口服C60-oil可以有效改善MPTP引起的帕金森小鼠行动迟缓和自主行动能力差，抑制多巴胺能神经元的变性坏死，增加多巴胺的含量。C60-oil可以通过保护线粒体，降低氧化应激，抵抗神经炎症来抑制多巴胺能神经元的凋亡，从而预防或治疗帕金森疾病。本工作提出了一种纯度高、脂溶性好、生物相容性好、生物利用度高的治疗帕金森的药物，具有很大的临床应用前景。