背景:当机体遭到病原体入侵或自身病变时,抗原递呈细胞（Antigen presenting cell,APC）会摄取加工抗原并将它呈递到次级淋巴器官然后激活淋巴细胞。淋巴细胞中的CD4⁺T细胞主要起到募集白细胞和调节免疫反应的作用,而CD8⁺T细胞对杀伤病原体起到了直接的效应功能。细胞毒性CD8⁺T细胞（Cytotoxic CD8+T cells,CTLs）是处于激活状态的na?ve CD8⁺T细胞,作为一种特异性T细胞,它会分泌多种细胞因子和细胞效应分子参与免疫作用,在清除细胞内病原体和肿瘤细胞的过程中起到了重要的作用。氧化铈纳米颗粒（Ceria nanoparticles,CNPs）由于具有多种酶活性而被广泛应用于生物医学领域并在很多系统疾病的治疗中起到了重要作用。以往的研究主要将纳米颗粒作为药物递送或是抗原递送的载体,因此更多和免疫相关的研究都集中在了CD4⁺T细胞或是树突状细胞（Dendritic cell,DC）、巨噬细胞等抗原递呈细胞,忽视了纳米颗粒本身对于机体的作用。但是纳米颗粒作为一种多形态的物质,其表面不同的化学修饰和颗粒大小会赋予它不同的特性和生物效应。因此本文自制了直径为4 nm的CNPs并研究了CNPs本身对于CTL细胞的作用和机制。在CNPs受到广泛应用的同时,也增加了其代谢产物残留在人体的风险。CNPs在溶酶体酸性条件下会释放三价和四价两种价态的铈离子,但是四价铈离子在pH>3.0的溶液中不能稳定存在,所以Ce³⁺是主要的存在形式。有研究报道Ce³⁺在动物模型中会诱导肺部炎症、肝损伤、海马体损伤等。因此,在将含铈材料运用于人体前必须进行全面评估。由于Ce³⁺具有与Ca²⁺相似的离子半径,所以主要会沉积在骨骼系统中。骨骼系统是人体中最重要的器官之一,它的健康离不开骨代谢平衡,而骨代谢稳态主要是由破骨细胞的骨吸收过程和成骨细胞的骨形成过程组成。骨代谢紊乱可引发许多疾病如骨质疏松,类风湿性关节炎和骨硬化病等。因此,维持成骨细胞和破骨细胞的正常代谢对骨骼系统的健康十分重要。最近有研究报道Ce³⁺可能通过激活间充质干细胞的TGF-β/BMP信号通路促进成骨分化,但是对于破骨细胞的作用还没有研究。因此,我们进一步研究了Ce³⁺对破骨细胞的影响及潜在的作用机制。方法:（1）本文采用热分解法制备了CNPs,然后通过透射电镜（Transmission electron microscope,TEM）和X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）对CNPs进行了表征。超氧化物歧化酶活性用来评估CNPs对于ROS的清除能力。CTLs经不同浓度的CNPs处理后,用Annexin V/7-AAD和CFSE荧光染色来确定CNPs作用于细胞的安全剂量。我们用细胞内染色法检测IFN-γ,TNF-α,IL-2,granzyme B和perforin的分泌。为了进一步检测经CNPs处理后CTLs的抗原特异性杀伤能力,我们进行了体外杀伤实验;在体内,我们构建了LCMV病毒感染模型,然后提取了小鼠不同组织利用RT-qPCR技术检测了其病毒滴度。DCFH-DA试剂盒用来检测胞内ROS水平,亲脂性染料JC-1用来检测线粒体膜电位（Mitochondrial membrane potential,MMP）。免疫印迹法（Western blot,WB）用于检测IKKβ,IκBα,Phospho-IκBα蛋白的表达。最后用IMD-0354（IKKβ抑制剂）阻断NF-κB信号通路中IκBα蛋白的磷酸化,再检测相关指标的变化。（2）在评价Ce³⁺对破骨细胞的影响中,我们采用硝酸铈和氯化铈两种铈盐作为Ce³⁺的来源。RAW264.7细胞经过不同浓度的Ce³⁺处理后用阿尔玛蓝试剂盒检测其细胞活性并确定后续实验的安全浓度。TRAP和FAK染色用来显示成熟破骨细胞的形态。在体外,骨吸收陷窝形成实验用于检测破骨细胞的骨吸收功能;在体内,我们直接将Ce³⁺注射在小鼠颅骨骨膜表面然后对其进行TRAP染色,观察破骨细胞是否被激活。RT-qPCR用于检测破骨细胞成熟的相关标志基因如c-FOS,DC-STAMP和OSCAR,蛋白质印迹法用于检测相关蛋白表达。DCFH-DA试剂盒用于检测RAW264.7细胞内的ROS水平。在荧光显微镜下拍照进行定性分析,用流式细胞术进行定量分析。通过RT-qPCR和蛋白质印迹检测Nox1基因和蛋白的表达。JC-1染料用于检测线粒体膜电位的变化。结果:在本研究中,我们发现激活的抗原特异性（P14细胞）和非抗原特异性CD8⁺T细胞均可分泌更多的细胞因子和细胞杀伤效应分子包括白细胞介素-2（Interleukin,IL-2）和肿瘤坏死因子-α（Tumor necrosis factor,TNF-α）,颗粒酶B（granzyme B）和穿孔素（perforin）,使CTLs在体外和体内都表现出更高的病毒杀伤能力。机制方面,CNPs抑制了CTLs内ROS的产生,从而激活了NF-κB信号通路。与单独用CNPs处理相比,当用CNPs和IKKβ抑制剂IMD同时处理细胞后,各个细胞因子和细胞效应分子的增加受到了抑制,CTLs的杀伤能力也回复至未经处理前水平。CNPs的代谢产物之一Ce³⁺可以增强NADPH氧化酶1（Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase1,Nox1）并导致破骨细胞内ROS水平上调,从而激活了核因子κB受体活化因子配体（Receptor activator of nuclear factor-κB Ligand,RANKL）介导的破骨细胞分化。Ce³⁺激活的破骨细胞也表现出更强的骨吸收能力。结论:CNPs能促进CTLs的细胞毒效应,增强其病毒清除能力,为CNPs在临床上的应用尤其是抗病毒和肿瘤免疫治疗提供了新思路;另一方面,CNPs的降解产物Ce³⁺可以激活破骨细胞并提高它的骨吸收能力,为了解Ce³⁺在骨骼系统中的作用提供了重要的参考价值。