納米粒子與納米材料論文范文

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1納米粒子影響樹突狀細(xì)胞(dendriticcells，DCs)的免疫功能

研究表明，聚苯乙烯納米粒子的大小與DCs的相互作用關(guān)系密切。20nm與500nm的納米粒子注射C57BL/c小鼠后，500nm的納米粒子經(jīng)淋巴結(jié)中CD8α+、CD8α－DC及類漿細(xì)胞DCs(plasmacytoidDCs，pDCs)轉(zhuǎn)運(yùn)，相反，20nm納米粒子可自由運(yùn)輸，清除了DCs的小鼠中未見到500nm納米粒子的轉(zhuǎn)運(yùn)。Kunzmann等［11］發(fā)現(xiàn)，硅包被的氧化鐵納米粒子誘導(dǎo)劑量依賴的DCs細(xì)胞毒性，但同樣大小的葡聚糖包被的氧化鐵納米粒子對(duì)DCs無細(xì)胞毒性;硅和葡聚糖包被的氧化鐵納米粒子均可以刺激DCs產(chǎn)生致炎性細(xì)胞因子。Winter等［12］報(bào)道，14nmSi和TiO2均可以活化小鼠骨髓來源的DCs，促進(jìn)CD11c和MHCⅡ的表達(dá)，活化炎癥復(fù)合體，即14nmSi和TiO2通過影響DCs細(xì)胞的功能影響免疫反應(yīng)。

2納米粒子對(duì)適應(yīng)性免疫反應(yīng)的影響

關(guān)于納米材料對(duì)適應(yīng)性免疫反應(yīng)的影響的研究較少。Gustafsson等［13］報(bào)道，單劑量(5mg/kg)的TiO2納米粒子吸入后，DarkAgouti大鼠氣道中介導(dǎo)免疫反應(yīng)的是CD4+T細(xì)胞，早期的炎癥因子是T細(xì)胞分泌的IL-1α、IL-1β、IL-6、細(xì)胞因子誘導(dǎo)的中性粒細(xì)胞趨化因子1(CNIC-1)和粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)。Schanen等［14］用1．56μmol/L的TiO2納米粒子處理人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(humanumbilicalveinendothelialcells，HUVECs)和人外周血單個(gè)核細(xì)胞(peripheralbloodmononuclearcells，PBMCs)24h，導(dǎo)致HUVECs和PBMCs產(chǎn)生IL-6、IL-8、TNF-α、IL-1α、IL-1β、INF-γ等炎性細(xì)胞因子;而且，納米粒子可刺激DCs成熟，表達(dá)CD86、CD83、CCR7分子，促進(jìn)NaveCD4+T細(xì)胞的活化與增殖。同樣，Ghoneum等［15］發(fā)現(xiàn)，體外50～200μg/mL的納米鉆石或納米鉑(DPV576)刺激人單核細(xì)胞來源的DCs24h，可活化DCs，誘導(dǎo)DCs表達(dá)CD86、CD83，產(chǎn)生IL-6、TNF和IL-10，隨后活化NaveCD4+T細(xì)胞并刺激其增殖。因而這些納米粒子可通過刺激DCs成熟、增強(qiáng)CD4+T細(xì)胞的增殖，從而增強(qiáng)機(jī)體的免疫反應(yīng)。Ogunwale等［16］發(fā)現(xiàn)，4nm的鈷鉻(Co-chromium，CoCr)納米粒子對(duì)DCs、T細(xì)胞、B細(xì)胞產(chǎn)生的效應(yīng)不同，25μg/mL的CoCr納米粒子不能活化DCs和B細(xì)胞，但能抑制T細(xì)胞的增殖反應(yīng)。與單獨(dú)的DNA疫苗相比，DNA吸附陽離子聚苯乙烯(poly-L-lysine-coated)的納米粒子皮內(nèi)免疫小鼠，可增強(qiáng)抗體的產(chǎn)生，增強(qiáng)CD4+、CD8+T細(xì)胞的增殖反應(yīng)［17］。而且，納米粒子的大小也影響適應(yīng)性免疫反應(yīng)的類型。40～49nm納米粒子包被的OVA抗原單次免疫小鼠，可誘導(dǎo)小鼠CD8+T細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ;而93～123nm納米粒子包被OVA單次免疫小鼠，可誘導(dǎo)小鼠CD4+T細(xì)胞的活化，產(chǎn)生IL-4。49nm納米粒子結(jié)合呼吸道合胞病毒(respiratorysyncytialvirus，RSV)抗原G88免疫小鼠，與單純G88免疫組相比，能誘導(dǎo)更高水平的IFN-γ，顯著減少經(jīng)RSV滴鼻攻擊感染后的病毒滴度。因而，選擇不同大小的納米粒子作為抗原載體免疫小鼠，可影響小鼠適應(yīng)性免疫反應(yīng)的類型［18］。

3納米粒子的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制

固有免疫和適應(yīng)性免疫間存在精細(xì)的平衡。納米粒子可通過調(diào)節(jié)固有和適應(yīng)性免疫細(xì)胞的功能來調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)，但其具體的作用機(jī)制仍不清楚。近年來的研究發(fā)現(xiàn)納米材料影響Th1/Th2細(xì)胞的平衡。10－5～10－7mol/L的鈷納米粒子刺激后，人PMBCs可產(chǎn)生大量的TNF-α、IFN-γ等Th1相關(guān)細(xì)胞因子，但I(xiàn)L-10等Th2相關(guān)細(xì)胞因子減少［19］。Liu等［20］報(bào)道，0．5μmol/kg的水溶性富勒烯C60注射小鼠后，血清中IL-2、IFN-γ、TNF-α等Th1相關(guān)細(xì)胞因子的產(chǎn)生增加，IL-4、IL-5等Th2相關(guān)細(xì)胞因子的產(chǎn)生減少，CD4+/CD8+T細(xì)胞的比例增高，小鼠免疫反應(yīng)明顯增強(qiáng)。納米粒子的另一個(gè)重要調(diào)節(jié)機(jī)制是誘導(dǎo)或改變DCs的分化和成熟，因而，納米材料可作為疫苗佐劑增加疫苗的免疫反應(yīng)。Wang等［21］報(bào)道，乙型肝炎病毒的DNA疫苗用SiO2、層狀雙金屬氫氧化物納米顆粒負(fù)載，可刺激DCs成熟。體內(nèi)免疫BALB/c小86江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版)第25卷鼠，納米粒子負(fù)載的DNA疫苗誘導(dǎo)比單獨(dú)DNA疫苗誘導(dǎo)有更強(qiáng)的血清抗體反應(yīng)，能促進(jìn)T細(xì)胞增殖，使T細(xì)胞向Th1方向極化，說明納米粒子可作為一種有效的非病毒基因傳遞系統(tǒng)，增強(qiáng)疫苗的免疫反應(yīng)。攜帶DNA疫苗的聚丙烯酸酯納米顆粒，體外轉(zhuǎn)染小鼠DC2．4細(xì)胞系，可促進(jìn)DCs的分化成熟，轉(zhuǎn)染了該DNA納米顆粒的DCs可刺激活化NaveCD8+T細(xì)胞產(chǎn)生高水平的IFN-γ，表明聚丙烯酸酯納米顆粒可作為高效的DNA疫苗佐劑，增強(qiáng)疫苗的免疫反應(yīng)［22］。

4結(jié)論

納米粒子可通過調(diào)節(jié)固有和適應(yīng)性免疫細(xì)胞來調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)，但其具體的作用機(jī)制仍不清楚。在固有免疫反應(yīng)中，納米粒子被吞噬細(xì)胞吞噬后誘導(dǎo)或抑制致炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生，影響固有免疫細(xì)胞對(duì)抗病原體的能力;在適應(yīng)性免疫反應(yīng)中，尤其需要研究納米粒子在T細(xì)胞(Th1、Th2、Th17、Treg)平衡中的作用。研究納米粒子對(duì)免疫系統(tǒng)的影響，尤其是低濃度、低毒性納米粒子對(duì)免疫細(xì)胞及生物個(gè)體的免疫反應(yīng)，可為制備安全、有效的納米材料用于臨床應(yīng)用提供啟示和策略。

作者：汪雪峰董利陽王鈞胡曙東倪鴻昌單位：江蘇大學(xué)附屬人民醫(yī)院中心實(shí)驗(yàn)室