开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）
【研究背景】
癌症是世界上死亡率最高、发病率最高的死亡原因之一。迄今为止，尽管常规的肿瘤治疗方案有了明显的发展，疗效仍然不明显，瓶颈在于诊断技术。因此，开发新的可用于肿瘤早期诊断，肿瘤准确诊断和预测肿瘤进程的诊断技术迫在眉睫。近年来肿瘤生物标志物的筛选已成为理解肿瘤的性质和提高肿瘤治疗效果的重要手段，其中蛋白酶类生物标志物，如基质金属蛋白酶（MMPs）已被证明和肿瘤的进程紧密相关。
基质金属蛋白酶是一种蛋白水解酶，在正常的生理过程中，表达水平很低，但仍然发挥着一系列重要的作用。在各种形式的肿瘤中MMPs水平升高 。MMPs水平升高已被证实与肿瘤增殖，转移，和血管生成密切相关。因此，基质金属蛋白酶可以作为肿瘤早期临床诊断或治疗的标志物。
MMPs活性无创可视化技术在肿瘤早期诊断中起着重要的作用。不同的成像方法，如磁共振成像（MRI），正电子发射断层扫描（PET），和光学成像是近年来开发的可用于蛋白酶活性检测的较好的方法。其中，基于荧光纳米开关的光学成像已广泛应用于检测膜型基质金属蛋白酶-1（MT1-MMP）表达的肿瘤[，结肠肿瘤，人纤维肉瘤，和结肠直肠癌。
金纳米粒子（GNPs）由于其可控的形状和大小，高的比表面积，尺寸相关的光学性能，多功能的表面改性的能力，和可调谐的物理化学性质，可用于生物传感器。此外，GNPs由于其荧光能量共振转移（FRET）的特性已成为“开关”荧光传感系统中常用的淬灭材料。因此，基于“开关”荧光传感系统的金纳米粒子可用于检测出离子，小分子和酶。一个超灵敏的探针，为DNA-多肽修饰的GNPs，可在4 h内检测出10 pM的MMP-2。金纳米粒子/纳米笼和FITC修饰的多肽的结合物也被证明是一种简单、低成本的传感系统，它可以作为一种新的MMPs的检测方法。
目前，对MMPs的活性测定的研究主要集中在信号酶（如MMP-2和MMP-9），没有关于在肿瘤细胞中组织复合酶水平的报告。然而，复合酶共存于肿瘤细胞/组织中，共同促进MMPs的活性，因此研究复合酶的活性具有伟大的意义。在我们课题组的前期工作中，我们设计了一个荧光纳米开关，用于体外和体内基质金属蛋白酶的检测。在这个系统中，FITC标记的肽含有的核心基质序列（PLGVR）的IV型胶原酶（MMP亚科包括MMP-2和MMP-9，MMP-4）作为反应元件；巯基聚乙二醇单甲醚（SH-mPEG2000）血液中起着延长血液系统的循环作用以及避免调理作用。纳米探针用紫外-可见光谱，荧光光谱，透射电子显微镜（TEM），和动态光散射（DLS）技术进行表征。在四型胶原酶的作用下，荧光复燃。在HepG2细胞和Heps荷瘤小鼠，荧光也能复燃，证明其可以通过检测MMPs的含量达到检测肿瘤的目的。
人类表皮生长因子受体2 (human epidermal growth factor receptor 2， HER2) 属于跨膜酪氨酸激酶受体家族的成员。HER2 主要在胚胎发育期表达，在正常细胞中，HER2 在细胞生长的各个阶段都发挥着重要作用， 但是HER2 的过表达常与肿瘤的发生有关。研究表明， HER2 在20%～30% 的原发性乳腺浸润性导管癌中有基因的扩增和蛋白的过度表达。HER2 的高表达常导致细胞的恶性转移， 因此HER2阳性的乳腺癌浸润性强，无病生存期短，预后差。体外实验显示,，抑制HER2 的表达可导致肿瘤细胞的凋亡。
在保证诊断粒子准确靶向至癌症发生部位的前提下，根据MMP-2和MMP-9在实际情况下的综合表达水平，对肿瘤的发生、侵袭和转移进行定性、定量分析，是目前癌症早期诊断领域一个值得深入研究的科学问题。本项目拟基于前述的工作原理和我们已有的研究基础，设计和构建一类“具有荧光复燃性质”的纳米荧光开关。在GNPs表面修饰标记有荧光分子的MMPs敏感小肽，通过GNPs对有机荧光分子的荧光能量转移作用，构建荧光熄灭的诊断探针；通过MMPs在乳腺癌不同分级的表达水平不同以及MMPs对小肽的酶切作用，测定荧光信号恢复的强度，从而实现对肿瘤进行早期诊断和分期研究。
【拟研究或解决的问题】
