分子影像技术的研究和应用在过去十年中取得了飞速的发展，并在肿瘤生物学研究中呈现出分子生物学技术无法比拟的优势：它不仅能看到肿瘤在体内的位置，还能够更直观地再现特定细胞、分子的表达和活性，以及与肿瘤生物学行为相关的生物过程。针对重大疾病发生机理这一亟需解决的关系人民生命健康的基础科学问题，借助多模融合分子成像技术，发展多功能分子影像探针，能够活体示踪不同肿瘤细胞发生、发展、转移的路径及影像路径的分子机制，为恶性肿瘤的发生发展机理、早期精确诊断和早期预警转移的研究提供新的技术手段，实现恶性肿瘤的早期精确诊断。   为了实现上述目标，本项目在国家自然科学基金项目支持下，经过多年的探索和研究，开发了多种报告基因探针、纳米探针及荧光探针，将它们应用于肿瘤诊疗和药物开发领域，并利用多功能分子影像探针技术在细胞水平和动物水平进行了深入的研究，并揭示其作用的分子机制。相关研究成果将有力推动分子影像探针技术在肿瘤诊断和治疗中的应用。   本项目的主要内容有：（1）报告基因探针miRNA-16和HSV1-TK在肿瘤监测和细胞凋亡中的分子影像研究（2）纳米探针DNAOrigami和Goldnanoparticles在药物输送和肿瘤治疗中的分子影像研究（3）荧光分子探针CyIC-GX1靶向肿瘤血管生成的分子机制及成像研究（4）药物探针ApoG2抑制肿瘤生长的分子机制及成像研究   本项目针对在肿瘤诊疗和药物开发领域面临的问题，开发了一系列多功能分子影像探针，包括报告基因探针、纳米探针、荧光探针及药物载体探针，运用多模态分子影像技术如生物发光成像、荧光成像、PET成像等，在细胞水平和动物活体水平上研究这些探针在药物输送和肿瘤诊疗监测方面的作用。具体来说有以下四个创新点：（1）创新性地发展了一种新型环化HSV1-TK报告基因探针，为实时动态监测细胞凋亡的发生发展提供新的成像工具，使人们更深入地了解细胞凋亡与疾病发生发展的关系，在疾病的早期诊断和疗效评估方面有着重要的临床应用前景；创新性地发展了基于miRNA的Fluc-hNIS双模态成像报告基因探针，解决了在体监测miRNA的表达问题及化疗药物作用于miRNA的问题。（2）创新性地开发了DNAOrigami和Gold-BerH2金纳米探针，研究其在药物输送和肿瘤治疗中的作用，为药物的靶向输送和疗效监测提供了新的工具。（3）创新性地合成了花氰染料，并发展了胃癌新型靶向性荧光探针CyIC-GX1，离体和活体水平研究了其对胃癌的肿瘤靶向作用，为胃癌的诊断和监测提供了新的技术手段。（4）通过建立标记荧光素酶的小鼠胃癌肿瘤模型，利用生物发光成像技术在体评价了ApoG2对胃癌的抑制作用，并且阐明了ApoG2通过激活内质网应激凋亡通路抑制胃癌生长的分子机制；通过建立标记荧光素酶和绿色荧光蛋白双重标记的小鼠肝癌肿瘤模型，利用生物发光、荧光及microCT成像技术对Endostar在体抑瘤效果进行了实时动态评价，推动了多模态分子影像技术在药效评估中的应用。   在此过程中，我们已发表的相关研究成果有SCI检索国际期刊论文11篇，总影响因子约56，其中影响因子大于10分SCI论文1篇，5~10分SCI论文2篇，包括发表在国际权威期刊PNAS(IF9.8)和ACSnano(IF12.8)；总SCI引用次数62次，他引次数51次（webofscience）;申请国家发明专利8项,其中授权6项。部分成果得到了国际同行的正面评价。本项目获得2016年陕西省高等学校科学技术奖一等奖。