量子点示踪树突细胞并激活免疫应答

树突细胞（Dendritic cells, DCs）在向淋巴器官T细胞呈递抗原、启动特异性免疫应答等过程中具有重要作用。量子点（Quantum Dots, QDs）自身的荧光特性使其非常适合双光子显微镜成像。加州大学欧文分校Michael D. Cahalan课题组，利用激光共聚焦显微镜、双光子显微镜以及电子显微镜，观察了树突细胞对量子点的摄取，首次发现量子点对生物体免疫功能的调节作用。

Debasish Sen等发现，树突细胞以依赖肌动蛋白骨架的方式主动摄取量子点。起初量子点进入靠近细胞膜的小囊泡中；10min之后，不同大小、不同运动方式以及不同荧光亮度的囊泡广泛分布于细胞浆各处；最后隔离于溶酶体中（图1）。接下来，以转基因小鼠进行的在体实验中，研究者应用特异性抗原蛋白（卵清蛋白Ovalbumin）与量子点偶联，发现量子点可作为基于纳米颗粒的高效抗原呈递系统，触发T细胞活化。摄取量子点偶联抗原的树突细胞，诱发T细胞形成稳定簇集，并上调CD69的表达水平；与游离抗原比较，量子点偶联抗原更加高效地促进T细胞增殖以及干扰素生成（图2）。总之，该项研究首次明确量子点可作为基于纳米颗粒的抗原呈递系统，高效活化T细胞而激活免疫应答反应，是其生物光学成像之外的一个新应用。

图1 树突细胞对量子点摄取的动力学分析。 (A-F) 树突细胞在不同孵育时间对量子点摄取的双光子成像，D-F分别为对应A-C的图像放大；(G-I) 树突细胞中包含量子点的囊泡的融合； (J) 进入树突细胞的量子点； (K) J图中包含量子点的囊泡的运动速率；(L) 10个不同含量子点囊泡的运行轨迹（追踪时间 > 140sec）；(M) 含量子点囊泡的运输具有温度依赖性；(N) 随着树突细胞的成熟，对量子点摄取速率下降。

图2 量子点偶联的卵清蛋白（QD-ova）通过树突细胞在体激活OT-II T细胞。(A)-(C) OT-II T细胞分别被卵清蛋白(A)、量子点偶联的卵清蛋白(B)以及CFA(C)免疫，CD69的表达上调；(D)-(I) CFSE染色法检测T细胞增殖：与游离卵清蛋白比较，量子点偶联的卵清蛋白更加有效地促进T细胞增殖；(J-L) 在不同免疫中，量子点偶联的卵清蛋白更加有效地促进干扰素的产生。

文献来源：

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.