The present invention provides a polymeric H-NOX protein for the delivery of oxygen having a longer circulating half-life compared to the monomeric H-NOX protein. The polymeric H-NOX protein extravasates into the tumor tissue and accumulates preferentially there for sustained delivery of oxygen. The present invention also provides the use of H-NOX protein as a radiosensitizer for the treatment of brain cancer. In some aspects, the invention provides a polymeric H-NOX protein comprising two or more H-NOX domains. In some embodiments, the two or more H-NOX domains are homologous H-NOX domains. In other embodiments, the H-NOX domain is a heterologous H-NOX domain.本発明は、単量体型Ｈ－ＮＯＸタンパク質と比較してより長い循環半減期を有する、酸素の送達のための重合体型Ｈ－ＮＯＸタンパク質を提供する。重合体型Ｈ－ＮＯＸタンパク質は、酸素の持続的な送達のため、腫瘍組織へと血管外遊出し、そこに優先的に蓄積する。本発明は、また、脳がんの処置のための放射線増感物質としてのＨ－ＮＯＸタンパク質の使用を提供する。一部の態様において、本発明は、２個以上のＨ－ＮＯＸドメインを含む重合体型Ｈ－ＮＯＸタンパク質を提供する。一部の実施形態において、２個以上のＨ－ＮＯＸドメインは、同種Ｈ－ＮＯＸドメインである。他の実施形態において、Ｈ－ＮＯＸドメインは、異種Ｈ－ＮＯＸドメインである。
