小胶质细胞1919年由西班牙神经生物学P?′odel R?′o Hortega首次发现,是中枢神经系统（CNS,Central Nervous System）的“第三元素”。小胶质细胞作为CNS的“介质”胶质细胞的一种和脑实质内唯一的免疫细胞,其在CNS的发育,内环境稳态维持和神经系统疾病过程中都扮演着重要的角色。在大脑发育的过程中,小胶质细胞通过其强大吞噬作用“建造”大脑:清除多余死亡的神经元;保持最佳的突触数量;帮助突触的形成;协助髓鞘的形成;促进神经前体细胞的分化和少突状胶质细胞的产生等。在成年的大脑中,小胶质细胞通过“修剪”突触,加强或者减弱神经环路,对行为、学习、记忆都有重要的作用。小胶质细胞通过形态的变化实现其功能:在健康的成年大脑中,小胶质细胞具有“瘦小的胞体”和许多细小的分支,被称为“灌木”（ramified morphology）形态,也被称为“稳态（resting state）或M0态”。稳态小胶质细胞以极快的速度在周围移动,分支不断地观察监测周围的环境并与神经元和星形胶质细胞相互作用。随着年龄的增长或内、外源性的刺激,其树枝状分支明显萎缩,分支减少,总分支长度缩短,胞体也会变得“肥大”、变圆,被称为“变形虫”（amoeboid morphology）形态,也被称为活化（active state）状态。无数的研究证实小胶质细胞的活化、功能异常与所有的CNS疾病和损伤如神经退行疾病,神经功能疾病（抑郁,精神分裂等）等有关。小胶质细胞极有可能参与CNS疾病的形成和发展过程,调控小胶质细胞的活性也成为了解、治疗CNS疾病新的切入点。TGF-β1（Transforming Growth Factor-β1）是转化生长因子家族的一员,其在生长发育中扮演重要角色,有研究表明它在体内外维持小胶质细胞稳态功能表型中起关键作用,而本课题组之前的研究发现二氧化硅纳米颗粒（Si NPs,Silica Nano Particles）具有能够增加TGF-β1信号持续时间的作用。基于此本人开展了Si NPs调控小胶质细胞表型和功能的研究:给小鼠食用富含Si NPs的鼠粮后,我检测到小鼠脑内TGF-β1/Smad2信号通路增强,同时小胶质细胞的数量有所增加。不仅如此,在体外Si NPs能够减轻内毒素（LPS,Lipopolysaccharides）诱导的小胶质细胞炎症。这为调节小胶质细胞的状态,达到控制和治疗神经系统疾病提供了可能性。同时,在探究小胶质细胞炎症的过程中,我发现在动物活体内对其炎症状态的实时检测表征存在困难,这也是对神经系统疾病诊断和其炎症程度实时表征研究中遇到的障碍:一方面成像缺少合适的生物标志物（如Aβ斑的出现已是阿尔兹海默症（AD,Alzheimer’s Disease）的晚期）,另一方面大脑生理的结构特点也是一大问题。首先,具有血脑屏障（BBB,Blood-Brain Barrier）使得生物大分子（成像试剂）难以达到脑实质;其次,颅骨较厚以及发生损伤的部位大多位于脑部深层（如海马,黑质区等）,荧光信号需要较强的穿透能力才能被检测,因此很难突破对脑精确靶向和实时活体成像。为了解决这些问题,我们选择活性氧（ROS,Reactive Oxygen Species）这一炎症早期产生的活性物质作为炎症检测对象,使用脑转移能力较强的B16F10黑色素瘤细胞产生的纳米级凋亡小体（NABs,Nano Apoptotic Bodies）包裹常用ROS探针2,7-二氯荧光素二乙酸酯（DCFHDA,2,7-Dichlorofluorescin Diacetate）,利用其能够被小胶质细胞吞噬的特点,成功检测了小鼠脑室注射LPS的炎症模型中ROS产生,证明了NABs包裹探针靶向小胶质细胞,表征CNS炎症状态的可能性,对CNS疾病的活体检测、诊断、治疗有重要的意义。综上所述,小胶质细胞是CNS的重要组成成分,对CNS发育以及维持正常功能有重要的作用,其通过形态的变化实现功能,过度活化和功能异常可能与所有神经系统疾病的发生和发展有关。本论文探究了Si NPs通过调节TGF-β1调控小胶质细胞表型维持其功能。同时,还开发了一种基于纳米级凋亡小体脑内靶向的ROS表征方法,这对调节维持CNS正常功能和内环境稳态,了解小胶质细胞与神经系统疾病的关系有重要意义。