低功率激光照射(low power laser irradiation，LPLI)可以调节多种生物过程，并大量被应用于临床研究。一方面，LPLI可以与特定的光敏材料等联合而实现对特定疾病的治疗模式;另一方面，LPLI可以直接影响细胞内多种的生理指标，这种生物学效应在分子水平上主要是由各种信号蛋白来执行的。LPLI在多种肿瘤和非肿瘤疾病的临床实践中均显示了良好的应用前景，对其作用机制的研究一直是LPLI研究领域的热点。　　 LPLI与光敏剂联合可以通过诱导细胞凋亡治疗肿瘤，即光动力学疗法(photodynamic therapy，PDT)。光动力学疗法因具有目标专一、效果显著、对正常组织伤害小等优点，在临床实践中取得了令人瞩目的成就。以引发细胞凋亡为主要疗效的低剂量光动力学疗法在临床上可能会有一些特殊的优势，大量研究表明凋亡细胞也可以引起免疫应答，但是机制仍然不清楚。基于揭示机理提高疗效的目的，本课题运用现代荧光成像技术，从分子水平上揭示了PDT下凋亡细胞引起的分子免疫机制。凋亡细胞所引起的抗肿瘤免疫机制的研究，将有利于填补传统对于免疫疗法的基础理论，并进一步推动激光免疫疗法的开发及应用。　　 神经退行性疾病(Neurodegenerative disease)是一组以原发性神经元变性为基础的慢性进行性神经系统疾病。大部分神经退行性疾病目前尚无有效的治愈手段。炎症可以造成慢性神经元功能异常，这是临床上多种神经退行性疾病开始的前兆。而这些激活的炎症途径可以为神经退行性疾病发生之前的介入治疗提供契机。在神经退行性疾病的发生与发展过程中，脑内始终存在着以小胶质细胞激活为主要特征的炎症反应。一旦小胶质细胞被过度激活，它通过释放致炎细胞因子和活性氧自由基等分子介导神经炎症，从而诱发或加重神经系统的退行性疾病。基于LPLI在细胞与分子水平上的直接生物学效应，本课题致力于研究、探索针对小胶质细胞的激光免疫学疗法能否延缓神经退行性疾病的发生，达到提高神经保护的治疗目的。　　 本课题以低能量激光照射作为一种无损的物理手段，去揭示激光对免疫细胞的功能调控及分子机制，并在机理研究的基础上探讨更为有效的肿瘤治疗方法，以及发展针对神经退行性疾病的激光免疫疗法。本课题的主要结果包括:　　 1，深入探讨肿瘤光动力治疗过程中凋亡细胞所引起免疫效应的分子机制。巨噬细胞表面表达了大量的Toll样受体(Toll-like receptors，TLRs)，TLRs的信号转导在连接天然免疫和获得性免疫的过程中发挥了重要的调节作用。我们之前的研究表明，PDT处理下的凋亡细胞，胞质的热休克蛋白70(Heat shock protein70，HSP70)会转位到细胞膜表面，从而调节机体的抗肿瘤免疫应答。在本课题中，我们进一步探讨了PDT诱导的凋亡细胞激活巨噬细胞的分子机制。结果表明，在诱导细胞凋亡的PDT剂量下，HSP70转位至细胞膜表面，激活了巨噬细胞表面TLR2介导的NF-κB依赖的信号通路，从而引起了巨噬细胞内iNOS的活性和表达的上调，产生NO，最终引起免疫效应。在这个过程中，我们发现在凋亡细胞刺激下，巨噬细胞内PI3K不但可以通过TLR2/MyD88的方式被激活，还可以不依赖MyD88被TLR2直接激活，进而介导了下游的信号级联放大，触发免疫效应。本研究首次揭示了PDT诱导的凋亡细胞刺激巨噬细胞活化的分子机制，有助于深入了解PDT诱导的免疫调控机制，为PDT临床应用及激光免疫疗法的发展提供新的实验依据。　　 2，发现新的激光生物学机制将抑制炎症与治疗神经退行性疾病有效结合。作为中枢神经系统的巨噬细胞，小神经胶质细胞(Microglia，MG)不仅起到支持和保护神经元的功能，还可以作为免疫活性细胞发挥内源性免疫防御作用。在阿尔茨海默病(Alzheimers disease，AD)的病理模型中，由于β淀粉样蛋白(Aβ)的积累引起大量的小胶质细胞的异常活化，但这些活化的小胶质细胞却不能有效地吞噬沉积的Aβ纤维，从而导致Aβ沉积;其次，活化的小胶质细胞可以通过TLRs通路产生大量的炎性因子和神经毒性介质，导致神经元的损伤、死亡，促进了AD的恶化。已有报道，LPLI能够延缓Aβ诱导的细胞凋亡，然而分子调控机制仍未研究清楚。本研究实验结果表明，LPLI(20 J/cm2)可以通过激活小胶质细胞Src信号通路，一方面通过激活Src/Syk途径磷酸化TLRs信号通路下的接头蛋白MyD88，使其进一步被泛素化降解，从而达到抑制TLRs介导的炎性应答通路的目的;另一方面LPLI通过激活Src/PI3K/Akt途径，激活了由Rac1介导的基于actin聚合的吞噬通路，从而增强了细胞的吞噬能力，抑制了Aβ对神经元的损伤作用，减缓了AD的发生。本研究首次探讨了LPLI对小胶质细胞的功能调控的详细分子机制，并将其应用于神经退行性疾病的炎症治疗。　　 综上所述，本课题通过阐明光动力治疗过程中凋亡细胞所引起免疫效应的分子机制，以及LPLI对小胶质细胞功能的生物学效应，明确激光对免疫细胞的活性的调控机制，有助于提高临床上光动力学疗法的疗效，并进一步推动激光这一新型物理疗法在神经退行性疾病治疗上的发展。