癌症作为一种难以彻底治愈的疾病,在现代医学飞速发展的今天,依旧严重威胁着人类的健康和生命。通过可控合成而具备理想尺寸、形貌和电荷性质的多种无机和有机纳米材料拥有宏观材料所不具备的,在肿瘤部位的渗透增强和滞留效应(EPR效应)。因此,新型的多功能纳米材料有望借此效应,并通过被动靶向聚集在肿瘤部位的方式成为诊断和治疗癌症的有效工具。近年来,关于设计并合成多组分的磁性纳米材料以实现核磁共振靶向药物输运的研究已取得很多进展。此外,磁性纳米材料还被证明可以与介孔硅、贵金属、碳基材料以及荧光基团等成分偶联进而更有效地行使功能。然而,多组分的复合纳米材料与单组分材料相比,其核磁共振造影成像及肿瘤杀伤能力均会因为各组分间的相互干扰甚至拮抗而受到削弱。因此,探寻新型的单组分多功能纳米材料,并使其在具有良好核磁共振成像能力的基础上实现对癌细胞的高效杀伤,成为当今纳米科技全新的发展方向。如今,纳米科学与传统的肿瘤分子生物学以及药学的交互发展,使得“纳米生物学”这一全新的交叉学科应运而生。这一学科的诞生和发展也必将为单组分、多功能的纳米材料最终用于癌症的一体化诊疗提供更充实的理论依据。细胞自噬是真核细胞中特有的,进化上高度保守的机体防御和保护机制。细胞自噬受到多个关键分子的协同调控,具体是指细胞利用溶酶体降解长寿命蛋白以及自身受损细胞器等大分子物质的动态过程。由于细胞自噬与生物体的发育、分化、内稳态维持等多个关键的生理学以及细胞损伤、神经退行性疾病、肿瘤发生等病理学过程都紧密相关,因此受到越来越多的关注。近些年来,已经有多项研究发现纳米材料可以在癌细胞中诱导自噬的发生,也因此为癌症治疗提供了全新的思路。在本论文中,我们检测了两种单组分纳米材料,即水溶性、单分散性氧化锰纳米晶体以及富勒烯衍生物纳米晶体的自噬诱导能力。此外,我们还对两种纳米晶体通过诱导自噬进而增强癌细胞对化疗药物敏感性的效应和机理进行了深入的研究。在第一部分,我们在多元醇体系中使用微波辅助一步法高效而快速合成出了水溶性、单分散的氧化锰纳米颗粒。之后,我们证明了氧化锰纳米晶体可被癌细胞高效摄取并具有良好的核磁共振造影成像能力。此外,我们通过系统的研究手段证明了氧化锰纳米晶体可在多种癌细胞中诱导p53转录激活非依赖的细胞自噬。接下来,我们证实了氧化锰纳米晶体诱导细胞自噬的机理是通过增多自噬体的合成。更为重要的是,我们分别在细胞和动物水平证实了氧化锰纳米晶体可通过诱导细胞自噬并与低剂量的化疗药物阿霉素联用,增强癌细胞对化疗药物的敏感性。综上所述,我们合成出的氧化锰纳米晶体既具有核磁共振成像的诊断能力,又具有自噬介导的肿瘤杀伤能力,因此有望实现对多种癌症的“一体化诊疗”在第二部分,我们证明了水分散性的富勒烯C60的衍生物C60(Nd)纳米晶体较C60有着更强的自噬诱导能力,以及利用自噬调节促进化疗药物对一般或耐药性癌细胞靶向杀伤的能力,该项研究成果同样可能为癌症的化疗方案选择提供全新的理论依据。