量子點示蹤樹突細胞并激活免疫應答

樹突細胞（Dendritic cells, DCs）在向淋巴器官T細胞呈遞抗原、啟動特異性免疫應答等過程中具有重要作用。量子點（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，觀察了樹突細胞對量子點的攝取，首次發現量子點對生物體免疫功能的調節作用。

Debasish Sen等發現，樹突細胞以依賴肌動蛋白骨架的方式主動攝取量子點。起初量子點進入靠近細胞膜的小囊泡中；10min之后，不同大小、不同運動方式以及不同熒光亮度的囊泡廣泛分布于細胞漿各處；最后隔離于溶酶體中（圖1）。接下來，以轉基因小鼠進行的在體實驗中，研究者應用特異性抗原蛋白（卵清蛋白Ovalbumin）與量子點偶聯，發現量子點可作為基于納米顆粒的高效抗原呈遞系統，觸發T細胞活化。攝取量子點偶聯抗原的樹突細胞，誘發T細胞形成穩定簇集，并上調CD69的表達水平；與游離抗原比較，量子點偶聯抗原更加高效地促進T細胞增殖以及干擾素生成（圖2）。總之，該項研究首次明確量子點可作為基于納米顆粒的抗原呈遞系統，高效活化T細胞而激活免疫應答反應，是其生物光學成像之外的一個新應用。

圖1 樹突細胞對量子點攝取的動力學分析。 (A-F) 樹突細胞在不同孵育時間對量子點攝取的雙光子成像，D-F分別為對應A-C的圖像放大；(G-I) 樹突細胞中包含量子點的囊泡的融合； (J) 進入樹突細胞的量子點； (K) J圖中包含量子點的囊泡的運動速率；(L) 10個不同含量子點囊泡的運行軌跡（追蹤時間 > 140sec）；(M) 含量子點囊泡的運輸具有溫度依賴性；(N) 隨著樹突細胞的成熟，對量子點攝取速率下降。

圖2 量子點偶聯的卵清蛋白（QD-ova）通過樹突細胞在體激活OT-II T細胞。(A)-(C) OT-II T細胞分別被卵清蛋白(A)、量子點偶聯的卵清蛋白(B)以及CFA(C)免疫，CD69的表達上調；(D)-(I) CFSE染色法檢測T細胞增殖：與游離卵清蛋白比較，量子點偶聯的卵清蛋白更加有效地促進T細胞增殖；(J-L) 在不同免疫中，量子點偶聯的卵清蛋白更加有效地促進干擾素的產生。

文獻來源：

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.