光热靶向治疗是近年来新兴的一种癌症治疗方式，具有微创、精准、高选择性和低毒副作用的特点。光热靶向试剂是该治疗方法的关键因素之一，其能够在激光照射下将光能以分子振动弛豫的方式转换为热能，在病灶部位形成原位高热进而消融肿瘤。生物分子自组装纳米药的出现，为提高光热试剂的靶向性、光热转换效率、稳定性和批次重复性，进而提高光热治疗效果并推动临床转化提供了新契机。然而，如何合理设计兼具自组装和靶向功能的生物分子基元，可控构筑具有明确构效关系的组装体，是实现生物分子自组装纳米药肿瘤精准光热靶向治疗的关键所在。因此，我们从分子设计着手，将功能寡肽分子和光敏色素分子通过酰胺键共价连接，获得具有两亲性的色素肽缀合物。通过改变氨基酸的类型和序列，调控分子间的多重非共价键相互作用，构筑具有明确构效关系的纳米药，实现纳米药能量转换路径的可控调节，并同时发挥寡肽和光敏色素分子两者的功能，提高肿瘤光热靶向治疗的有效性和精准性，为进一步推动生物分子自组装纳米药的临床转化提供了理论基础。具体研究内容包括：（1）通过氨基酸序列的可编程设计，制备了多种色素肽纳米药，研究了纳米药的结构、能量转换、细胞内化和肿瘤累积之间的关系，并实现体内的有效抗肿瘤治疗。结果表明，氨基酸的数量和类型决定了纳米药的组装结构、结构稳定性、能量转换途径和治疗机制。通过操控氨基酸序列，两种纳米药被赋予了强的结构完整性以防止解组装以及高光热转换效率、有效的细胞内化和增强的肿瘤积累，这些作用的协同促进了纳米药更有效的肿瘤消融。这项研究表明，基于氨基酸编码设计是一种行之有效的构建具有高效光活性纳米药物的方法。（2）通过选择肿瘤血管为靶点，设计光热靶向的色素肽纳米药，实现给药后高效的药物利用度，显著提高肿瘤治疗的有效性和精准性。将内源性的具有明确体内代谢途径的胆绿素（BV）分子与肿瘤血管靶向肽ATWLPPR（A7R）和非靶向肽ATWLPPK（A7K）直接或间接共价连接，得到四种色素肽缀合物，通过自组装分别获得两种纳米颗粒和两种纳米囊泡。在细胞水平分别验证了它们对内皮细胞和肿瘤细胞的靶向性，优化出一个靶向效果优异的纳米囊泡。进一步在原位乳腺癌模型中验证了纳米囊泡的光热靶向治疗效果，结果显示纳米囊泡消除了原发性肿瘤并激活细胞毒性T细胞免疫反应，有效抑制了肿瘤的复发和转移。因此，利用具有肿瘤血管靶向的寡肽和体内代谢途径明确的光热分子，构建的光热靶向纳米药物结合了多种肿瘤治疗方式的优点，为光热靶向治疗应用于临床实践提供了新视角。（3）通过调控色素肽分子的组装动力学，构筑了尺寸可调的肿瘤血管靶向的光热纳米囊泡，降低了血脑屏障对药效的影响，有效抑制了脑胶质瘤的生长，延长了生存期。在细胞层次，纳米囊泡在肿瘤血管靶向肽的作用下，有效靶向了内皮细胞和两种胶质瘤细胞，证明了纳米囊泡的高靶向效果。并进一步验证了纳米囊泡在细胞中产生了有效的光毒性。在光声成像指导下，由于囊泡的血管靶向作用和结构可形变潜力，纳米囊泡展现出高效的肿瘤部位的药物累积和光热靶向肿瘤治疗效果，有效抑制了原位脑胶质瘤的生长，显著提高了小鼠的生存时间。总之，以生物相容性和生物可降解性的寡肽和色素分子为基元，合成色素肽缀合物作为自组装前驱体，通过调控分子间多重非共价键作用，构筑了一系列色素肽光热靶向纳米药，调控了纳米药的形貌、能量转换路径和治疗机制，整合了寡肽和色素分子的功能，实现了光热靶向肿瘤治疗的有效性和精准性。