量子點(diǎn)示蹤樹(shù)突細(xì)胞并激活免疫應(yīng)答

樹(shù)突細(xì)胞（Dendritic cells, DCs）在向淋巴器官T細(xì)胞呈遞抗原、啟動(dòng)特異性免疫應(yīng)答等過(guò)程中具有重要作用。量子點(diǎn)（Quantum Dots, QDs）自身的熒光特性使其非常適合雙光子顯微鏡成像。加州大學(xué)歐文分校Michael D. Cahalan課題組，利用激光共聚焦顯微鏡、雙光子顯微鏡以及電子顯微鏡，觀察了樹(shù)突細(xì)胞對(duì)量子點(diǎn)的攝取，首次發(fā)現(xiàn)量子點(diǎn)對(duì)生物體免疫功能的調(diào)節(jié)作用。

Debasish Sen等發(fā)現(xiàn)，樹(shù)突細(xì)胞以依賴肌動(dòng)蛋白骨架的方式主動(dòng)攝取量子點(diǎn)。起初量子點(diǎn)進(jìn)入靠近細(xì)胞膜的小囊泡中；10min之后，不同大小、不同運(yùn)動(dòng)方式以及不同熒光亮度的囊泡廣泛分布于細(xì)胞漿各處；最后隔離于溶酶體中（圖1）。接下來(lái)，以轉(zhuǎn)基因小鼠進(jìn)行的在體實(shí)驗(yàn)中，研究者應(yīng)用特異性抗原蛋白（卵清蛋白Ovalbumin）與量子點(diǎn)偶聯(lián)，發(fā)現(xiàn)量子點(diǎn)可作為基于納米顆粒的高效抗原呈遞系統(tǒng)，觸發(fā)T細(xì)胞活化。攝取量子點(diǎn)偶聯(lián)抗原的樹(shù)突細(xì)胞，誘發(fā)T細(xì)胞形成穩(wěn)定簇集，并上調(diào)CD69的表達(dá)水平；與游離抗原比較，量子點(diǎn)偶聯(lián)抗原更加高效地促進(jìn)T細(xì)胞增殖以及干擾素生成（圖2）。總之，該項(xiàng)研究首次明確量子點(diǎn)可作為基于納米顆粒的抗原呈遞系統(tǒng)，高效活化T細(xì)胞而激活免疫應(yīng)答反應(yīng)，是其生物光學(xué)成像之外的一個(gè)新應(yīng)用。

圖1 樹(shù)突細(xì)胞對(duì)量子點(diǎn)攝取的動(dòng)力學(xué)分析。 (A-F) 樹(shù)突細(xì)胞在不同孵育時(shí)間對(duì)量子點(diǎn)攝取的雙光子成像，D-F分別為對(duì)應(yīng)A-C的圖像放大；(G-I) 樹(shù)突細(xì)胞中包含量子點(diǎn)的囊泡的融合； (J) 進(jìn)入樹(shù)突細(xì)胞的量子點(diǎn)； (K) J圖中包含量子點(diǎn)的囊泡的運(yùn)動(dòng)速率；(L) 10個(gè)不同含量子點(diǎn)囊泡的運(yùn)行軌跡（追蹤時(shí)間 > 140sec）；(M) 含量子點(diǎn)囊泡的運(yùn)輸具有溫度依賴性；(N) 隨著樹(shù)突細(xì)胞的成熟，對(duì)量子點(diǎn)攝取速率下降。

圖2 量子點(diǎn)偶聯(lián)的卵清蛋白（QD-ova）通過(guò)樹(shù)突細(xì)胞在體激活OT-II T細(xì)胞。(A)-(C) OT-II T細(xì)胞分別被卵清蛋白(A)、量子點(diǎn)偶聯(lián)的卵清蛋白(B)以及CFA(C)免疫，CD69的表達(dá)上調(diào)；(D)-(I) CFSE染色法檢測(cè)T細(xì)胞增殖：與游離卵清蛋白比較，量子點(diǎn)偶聯(lián)的卵清蛋白更加有效地促進(jìn)T細(xì)胞增殖；(J-L) 在不同免疫中，量子點(diǎn)偶聯(lián)的卵清蛋白更加有效地促進(jìn)干擾素的產(chǎn)生。

文獻(xiàn)來(lái)源：

Sen D, Deerinck TJ, Ellisman MH, Parker I, Cahalan MD. Quantum dots for tracking dendritic cells and priming an immune response in vitro and in vivo. PLoS One. 2008;3(9):e3290.