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量子点是一种新型的纳米材料,因其具有独特的荧光特性,被广泛应用于光学、电学、信息学和生物研究领域。随着量子点的应用日益增多,量子点暴露于环境和生物的风险越来越大。然而,与量子点的应用研究相比,量子点的毒性研究非常滞后,仍处于起步阶段。免疫系统作为生物体重要的组成部分,是机体抵御外源物质入侵的第一道防线。目前,量子点对免疫系统潜在毒性的相关研究报道十分有限。因此,从细胞水平-动物水平多层次系统研究量子点的免疫毒性具有重要的意义。一、Cd Se/Zn S量子点免疫毒性的体外研究1.以RAW264.7巨噬细胞为模型,采用中性红吞噬实验观察量子点对巨噬细胞吞噬能力的影响;采用流式细胞术和激光共聚焦成像观察巨噬细胞对量子点的摄取;采用CCK-8法检测量子点对巨噬细胞活力的影响;分别采用流式细胞术和蛋白印迹杂交观察细胞内活性氧ROS生成和凋亡情蛋白表达情况,分析Cd Se/Zn S量子点引起巨噬细胞毒性的可能机制。结果表明,Cd Se/Zn S量子点可以被巨噬细胞摄取,摄取率高达90%以上,主要定位在细胞浆内。量子点摄取后,巨噬细胞的活力明显降低,巨噬细胞的吞噬能力亦发生改变;巨噬细胞暴露于1.25 n M和2.5 n M量子点后,均导致细胞内活性氧水平显著高于对照组,2.5 n M量子点组细胞内活性氧亦显著高于1.25 n M组(P<0.01);经过1.25和2.5 n M Cd Se/Zn S量子点处理48 h后巨噬细胞内Caspase 3和Caspase 9凋亡蛋白显著增加,与对照组相比,差异非常显著(P<0.01)。2.以小鼠脾脏来源的淋巴细胞为模型,采用流式细胞术观察淋巴细胞对量子点的摄取;采用CCK-8法检测量子点对淋巴细胞活力的影响;采用酶联免疫吸附试验(ELISA)观察量子点对淋巴细胞应答外源刺激物(Cp G-ODN和LPS)时分泌细胞因子TNF-α和IL-6的影响;采用CCK-8法观察量子点对淋巴细胞转化能力的影响。结果表明,淋巴细胞不能摄取量子点,经过量子点处理的淋巴细胞活力增强。经1.25n M量子点处理后,淋巴细胞受到外源物Cp G-ODN刺激时,分泌细胞因子TNF-α和IL-6的能力并未受到影响,而当量子点浓度达到2.5 n M时,与对照组相比,淋巴细胞分泌细胞因子的水平显著上升(P<0.05)。但是,量子点处理后的淋巴细胞在应答有丝分裂原LPS刺激时,转化能力却明显下降;而在应答有丝分裂原Con A时,转化能力并没有显著变化。该结果表明,量子点可以促进淋巴细胞增殖,抑制了B淋巴细胞的转化能力,但不明显影响T淋巴的转化能力。二、Cd Se/Zn S量子点对小鼠免疫毒性的体内研究以BALB/c小鼠为研究对象,静脉注射Cd Se/Zn S量子点建立动物模型,动态监测实验小鼠体重变化;ICP-MS检测Cd Se/Zn S量子点元素在小鼠血液中的代谢,冰冻切片和ICP-MS分析量子点在主要脏器中的蓄积情况;采用血细胞分析仪观察实验小鼠血常规指标变化情况;HE染色观察免疫器官组织形态学变化;流式细胞术观察脾脏免疫细胞亚群比例变化;ELISA实验观察暴露小鼠脾脏免疫功能变化;鸡红细胞吞噬实验观察暴露小鼠巨噬细胞吞噬能力变化。结果表明,Cd Se/Zn S量子点通过血液进入小鼠体内,可在主要免疫器官中积累超过42天,但并未造成小鼠体征的显著变化(实验组小鼠的体重,血液学,器官组织学和腹腔巨噬细胞的吞噬功能与对照组相比未观察到显著变化)。然而,从量子点处理过的小鼠脾脏分离得到的淋巴细胞,细胞活力显著降低,淋巴细胞亚型比例有所改变,细胞因子TNF-α和IL-6的释放量增加,由脂多糖(LPS)介导的淋巴细胞转化能力降低。综上所述,本文从体外细胞水平和体内动物水平系统研究了量子点对小鼠免疫功能的影响。体内外的结果均表明,暴露于Cd Se/Zn S量子点环境会使免疫细胞功能改变,提示量子点暴露可能降低免疫系统对外来刺激的免疫防御能力,从而导致生物体抗感染能力降低,增加机体对疾病的易感性。该研究为量子点免疫毒性的评价提供了更可靠、更全面的实验数据,对于推进量子点生物安全的正确评价及其在生物医疗领域的应用具有重要意义。