量子點(diǎn)選擇靶向于小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞

小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞是腦部固有的免疫細(xì)胞，在損傷修復(fù)和對(duì)抗微生物入侵等方面具有重要作用。但是，在某些病理?xiàng)l件下，小膠質(zhì)細(xì)胞會(huì)加劇炎癥反應(yīng)并造成神經(jīng)退行性變。因此，向小膠質(zhì)細(xì)胞靶向遞送生物活性物質(zhì)，將有助于闡明其作用機(jī)制，明確其在疾病治療中的調(diào)節(jié)作用。加州大學(xué)舊金山分校格萊斯頓神經(jīng)疾病研究所Li Gan課題組，發(fā)現(xiàn)量子點(diǎn)（Quantum dots, QDs）在體外及體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中選擇靶向于小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞。

S Sakura Minami等體外分離新生大鼠的大腦皮質(zhì)組織，進(jìn)行混合細(xì)胞培養(yǎng)，然后與量子點(diǎn)進(jìn)行孵育。結(jié)果顯示，量子點(diǎn)被小膠質(zhì)細(xì)胞選擇性攝取，而神經(jīng)元細(xì)胞及星形膠質(zhì)細(xì)胞則沒有對(duì)量子點(diǎn)的攝�。▓D1A-D）。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)提示，小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)量子點(diǎn)的攝取不受其表面化學(xué)修飾的影響，不同表面修飾的量子點(diǎn)如QD655-PEG、 QD655-PEG-Strep以及QD655-Carboxy均被小膠質(zhì)細(xì)胞攝�。煌瑫r(shí)，不同粒徑的量子點(diǎn)（QD525, 605, 655以及705）均被攝取，其中QD655進(jìn)入細(xì)胞的效率最高（圖1E-F）。量子點(diǎn)進(jìn)入小膠質(zhì)細(xì)胞后，沒有誘發(fā)細(xì)胞毒性，不影響小膠質(zhì)細(xì)胞釋放炎癥因子。將量子點(diǎn)注射于小鼠海馬部位，熒光成像顯示，量子點(diǎn)分布于海馬的大多數(shù)區(qū)域，并且主要定位于小膠質(zhì)細(xì)胞（圖2）。量子點(diǎn)熒光信號(hào)很強(qiáng)，沒有明顯淬滅，一直持續(xù)至注射后1個(gè)月。將量子點(diǎn)與細(xì)胞毒素——皂草素偶聯(lián)，該偶聯(lián)物可靶向進(jìn)入小膠質(zhì)細(xì)胞并致其死亡，從而顯著改善神經(jīng)退行性疾病模型中神經(jīng)元的活性。總之，該項(xiàng)研究對(duì)于小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的特異性標(biāo)記與成像提供了新的研究手段，對(duì)于靶向小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的藥物遞送及神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療具有重要意義。

圖1 在大鼠皮質(zhì)組織原代混合培養(yǎng)中，量子點(diǎn)被小膠質(zhì)細(xì)胞選擇性攝取。

(A) 小膠質(zhì)細(xì)胞被CD11b及Iba-1抗體（綠）特異性標(biāo)記，量子點(diǎn)（紅）主要被小膠質(zhì)細(xì)胞攝取；(B) 量子點(diǎn)（紅）沒有被星形膠質(zhì)細(xì)胞（由GFAP抗體標(biāo)記為綠色）攝取；

(C) 量子點(diǎn)（紅）沒有被神經(jīng)元細(xì)胞（由MAP2抗體標(biāo)記為綠色）攝�。�

(D) 隨著孵育時(shí)間的增加，被小膠質(zhì)細(xì)胞攝取的量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度逐漸增加；

(E) 在以Annexin V/SyTox green（綠）標(biāo)記的凋亡或壞死細(xì)胞中，沒有檢測(cè)到量子點(diǎn)；

(F) 具有不同表面修飾的量子點(diǎn)均被小膠質(zhì)細(xì)胞攝取。

圖2 在體實(shí)驗(yàn)中量子點(diǎn)被小膠質(zhì)細(xì)胞選擇性攝取。

(A)-(D)將量子點(diǎn)立體定向注射于CX3CR+/-小鼠，其中小膠質(zhì)細(xì)胞具有GFP表達(dá)。

(A) 量子點(diǎn)在海馬中的分布；

(B) 海馬組織中具有GFP表達(dá)的小膠質(zhì)細(xì)胞；

(C) A及B的合圖；(D) 對(duì)C圖的局部放大；

(E) 被海馬小膠質(zhì)細(xì)胞攝取的單個(gè)量子點(diǎn)平面的Confocal圖像；

(F) 量子點(diǎn)（紅）沒有被星形膠質(zhì)細(xì)胞（由GFAP抗體標(biāo)記為綠色）攝取；

(G) 量子點(diǎn)（紅）沒有被神經(jīng)元細(xì)胞（由MAP2抗體標(biāo)記為綠色）攝取。

文獻(xiàn)來源：

Minami SS, Sun B, Popat K, Kauppinen T, Pleiss M, Zhou Y, Ward ME, Floreancig P, Mucke L, Desai T, Gan L. Selective targeting of microglia by quantum dots. J Neuroinflammation. 2012;9:22.