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细胞自噬是真核生物中特有的并高度保守的一种依赖于溶酶体的生物降解过程，它通过降解错误折叠的蛋白及损伤的细胞器等维系细胞本身的稳态和更新某些重要细胞器。另外，细胞自噬参与了细胞生存、死亡、病原体清除、抗原呈递等生理和病理过程，其功能异常往往伴随着衰老、癌症、阿尔兹海默等疾病的发生。然而，当前细胞自噬的检测方法，比如，透射电镜，western blot，GFP-LC3/ATG8等由于样品处理过程繁琐，操作技术需求高、耗时且不能直接应用于活体等原因严重影响了自噬调控在临床实践中的应用。另外，自噬的调控分子（激活剂，抑制剂等）的直接给药方式导致的毒副作用大、调控效果不佳等问题亟需解决。近年来，生物医用纳米材料在疾病诊断、药物递送及缓释、癌症治疗和组织修复等方面展示了潜在的临床应用能力而受到极大关注。自组装纳米材料因其超小尺寸、高比表面积、表面易修饰以及独特的光、热、磁、声等性能被广泛的应用于药物递送、生物成像等领域。纳米科学和技术的不断发展为我们在分子水平上精细地检测和调控一些生物学过程提供了可能。如何将纳米技术与细胞自噬检测及调控结合在一起，将是一个非常有意义且值得深入研究的课题。 本文以细胞自噬为研究对象构建了酶响应性纳米探针和自组装聚合物纳米材料实现了在活体水平下的自噬的实时定量检测和高效调控。另外，我们对聚合物自组装纳米材料的自噬效应机理及自噬调控在癌症和阿尔兹海默病治疗中的应用等问题进行了初步探索。 首先，我们基于“活体自组装”策略首次报道了用于活体水平细胞自噬检测的方法。“活体自组装”是指在活体的生理病理的靶向部位可控的原位的构筑新型纳米结构的过程。这种生物环境驱动的自组装策略极大的提高了成像分子在目标部位的靶向富集、滞留和信号放大。我们选用具有聚集诱导发光(AIE)特征的双芘衍生物(BP)作为模型信号分子制备了ATG4B酶（细胞自噬特异性酶）响应的荧光纳米探针。溶液及细胞实验验证了该纳米探针的自组装性质，其自组装行为产生的信号变化实时的反映了细胞的自噬水平，使用传统的蛋白定量方法(western blot)验证了探针的定量检测功能。与此同时在斑马鱼模型中证明了“活体自组装”策略用于自噬实时定量检测的可行性。为了实现在高等动物上的应用，以同样的方法我们制备了以紫红素18为模型信号分子的光声纳米成像剂。活体实验证明了我们的策略能够在活体水平下实时的、定量的检测自噬。另外，利用探针的自噬检测能力实现了对自噬介导的肿瘤化疗方案的优化。总之，我们首次成功的报道了在活体水平下的自噬实时定量检测，弥补了当前自噬检测技术的不足，为细胞自噬相关的基础及临床研究提供了新工具。 其次，我们研究了pH敏感自组装聚合物纳米材料的自噬诱导效应和调控机理。通过构建四种物理化学特征（大小，表面修饰，pH敏感性）的pH敏感自组装聚合物纳米材料，并在细胞水平上研究了它们的自噬诱导能力及调控机理。结果表明，pH敏感纳米材料的理化性质与诱导自噬效应密切相关，其中pH敏感性是最关键因素，其原因是内吞进入细胞的纳米粒子聚集在溶酶体中，而pH敏感性引起了溶酶体损伤从而诱导细胞发生自噬。另外研究发现，调节使用剂量可以选择的调控细胞发生自噬激活或自噬流阻断，而高剂量会引起细胞发生自噬介导的死亡。我们的结果提示研究者在研究聚合物药物递送时要充分考虑聚合物载体本身的生物学效应并谨慎合理的设计使用剂量。 再次，我们以pH敏感聚合物分子为载体构建了负载多肽和抗癌疏水小分子的自组装聚合物纳米颗粒。利用载体本身及所负载分子的自噬诱导能力调控肿瘤细胞的自噬效应实现载体及药物协同杀伤肿瘤细胞的目的。我们的发现为高效抗肿瘤提供了新方法。 最后，我们制备了负载Aβ识别肽及自噬诱导多肽的多功能自组装多肽聚合物纳米颗粒。该纳米颗粒不仅可以高效的捕获神经元细胞外的Aβ阻止其聚集，并且可以将捕获的Aβ携载入胞并通过上调自噬降解Aβ。体内体外实验证实了该纳米颗粒具有极好的抗Aβ毒性能力，阿尔兹海默症老鼠治疗实验结果证明了该纳米颗粒能够有效的减少Aβ斑块并部分恢复老鼠的认知和记忆能力。因此这种纳米颗粒被称为“纳米清道夫”，这种方法对阿尔兹海默症的临床治疗有着重要的启示作用。 综上所述，细胞自噬已成为众多疾病的诊断及治疗靶标。本文结合纳米技术制备了酶响应性纳米探针和自组装聚合物纳米材料实现在活体水平下细胞自噬的实时定量检测和高效调控，并利用纳米材料的自噬调控特性实现了对肿瘤和阿尔兹海默症的高效治疗。我们的工作为细胞自噬的检测提供了新方法，也为细胞自噬介导的肿瘤治疗和阿尔兹海默治疗提供了新思路。