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目的：本文通过建立基于人甲状腺钠／碘同向转运体(hNIS)基因转染介导放射性核素显像和治疗鼻咽癌的技术,为鼻咽癌进行放射性核素报告基因显像和基因治疗提供一种新的治疗策略；通过建立动物模型,运用扩散加权磁共振成像(DW-MRI)早期评价131I对hNIS转染鼻咽癌移植瘤的治疗效果,为靶向放射性核素治疗的疗效监测提供新的方法；以调控肿瘤凋亡的相关基因为靶点,探讨hNIS转染介导放射性核素治疗鼻咽癌的作用机制。方法：1、体外部分：构建重组表达质粒pCMV-Tag2-hNIS,通过脂质体法转染鼻咽癌细胞株CNE-2,G418筛选得到稳定表达hNIS的鼻咽癌细胞株CNE-2-hNIS;研究其摄取125I活性以及125I内流和外流特征；通过CCK-8细胞增殖实验、克隆形成实验、Hoechst 33342荧光染色法和AnnexinV-FITC/PI双染流式细胞技术检测131I对鼻咽癌细胞增殖和凋亡的影响。2、体内部分：建立裸鼠鼻咽癌移植瘤模型。当移植瘤直径达10 mm时,裸鼠腹膜内注射125I,用Y-计数器测定注射后0.5、1、2、6、24小时不同脏器的cpm计数,进行裸鼠体内脏器125I分布定量实验；裸鼠腹腔内注射99mTcO4,进行鼻咽癌荷瘤裸鼠99mTc显像。3、运用磁共振成像(MRI)观察131I治疗后实验组和对照组移植瘤在3、6、12、18、24天的体积变化情况；通过DW-MRI观察131I治疗后3、6、12、18、24天移植瘤ADC值的变化,并与治疗后6、12、18、24天TUNEL法和Caspase-3免疫组化法检测细胞凋亡,Ki-67免疫组化法检测细胞增殖情况进行相关性分析。4、通过Western blot检测131I作用前后鼻咽癌细胞内p53、Bax、Bcl-2、Caspase-3和Survivin的蛋白表达水平的变化。结果：1、成功构建重组表达质粒pCMV-Tag2-hNIS,得到稳定表达hNIS的鼻咽癌细胞株CNE-2-hNIS。CNE-2-hNIS摄取125I活性较CNE-2增高17.1±2.3倍(P<0.05),125I在CNE-2-hNIS中快速聚集,30分钟达到高峰,同时125I从细胞中亦快速外流,有效半衰期约为8.45分钟。随着131I浓度的增高,CNE-2-hNIS增殖率和克隆形成率逐渐降低,凋亡率逐渐增高。2、成功构建裸鼠鼻咽癌移植瘤模型,体内脏器125I分布定量实验显示,hNIS转染移植瘤摄取125I能力增强,1小时达到高峰,2小时仍维持较高的水平,125I生物半衰期约1.56小时。99mTc显像实验显示,hNIS转染移植瘤有放射性浓聚,肿瘤显影清晰,而对照组移植瘤未见显影。3、通过MRI观察,131I治疗后实验组移植瘤体积较对照组明显缩小(P<0.05)。DW-MRI显示,131I治疗后第3天,实验组ADC值有增高,第6天和12天达到高峰,随后ADC值下降,治疗后移植瘤ADC值与TUNEL法检测细胞凋亡率呈正相关(r=0.72,P<0.05),与Caspase-3阳性率呈正相关(r=0.65,P<0.05),与Ki-67标记指数呈负相关(r=-0.71,P<0.05)。4、131I作用于hNIS转染的鼻咽癌细胞,上调p53表达,下调Bcl-2表达,Caspase-3活化增加,Survivin蛋白高表达,对Bax的表达无影响。结论：成功建立基于hNIS基因转染介导放射性核素显像和治疗鼻咽癌的基因治疗方法。首次运用DW-MRI成像技术实现从水分子微观变化水平对靶向放射性核素治疗肿瘤疗效的早期无创性监测,展示了DW-MRI在基因治疗疗效监测上的应用前景。131I能有效抑制hNIS转染鼻咽癌的生长,其凋亡作用机制与上调p53表达,下调Bcl-2表达,促进Caspase-3活化有关。