物理创伤、化学损伤和病原物侵袭均能够引发机体的炎症反应。光学成像技术已逐渐用于炎症反应的活体研究。光学成像技术具有高时空分辨率的特点，可以直观可视化地研究炎症微环境中免疫细胞的聚集、吞噬、凋亡及细胞接触等过程。中性粒细胞、单核巨噬细胞（MMs）和树突细胞（DC）等免疫细胞在炎症反应中发挥重要的抗原吞噬和抗原提呈作用，但是，这些免疫细胞在炎症反应中的运动行为特征仍不完全清楚，尤其缺乏同时对多种免疫细胞进行长时程活体非侵入式监测所获得的时空动态信息。因此，本研究利用足垫和淋巴结外植体成像模型，对中性粒细胞、MMs细胞和DC细胞在卵清蛋白（OVA）诱导的迟发型超敏反应（DTH）和细菌炎症反应中的时空动态运动行为特征进行了阐释。本研究一方面从运动学角度深入了解了免疫细胞在炎症反应中的功能，另一方面从免疫细胞运动的角度展示了雷帕霉素（Rapamycin/RAPA）在抗炎作用中的免疫抑制效应。　　主要结果如下：　　1）建立了用于研究炎症反应中免疫细胞运动行为特征的活体多层次光学成像方法。运用整体荧光成像技术动态监测免疫细胞的聚集，采用大视野扫描显微成像技术研究免疫细胞的动态分布，同时通过共聚焦时实扫描成像来获得免疫细胞的动态信息。　　2）运用活体光学成像技术研究了雷帕霉素对DTH的免疫抑制效果。结果显示，在炎症反应的触发阶段，中性粒细胞和MMs细胞在抗原刺激后的24 h明显聚集。雷帕霉素给药处理的炎症反应中，抗原刺激后4h雷帕霉素促进了中性粒细胞的聚集并增加了血管的通透性；抗原刺激后48 h中性粒细胞在炎症部位的聚集明显受到抑制（抑制率>50％），同时推迟了MMs细胞在炎症部位的募集。雷帕霉素处理的炎症反应中，抗原刺激后4 h免疫细胞的运动特征同其在DTH反应抗原刺激后24 h的运动特征类似，这些运动参数包括免疫细胞的平均运动速度、滞留时间、平均位移和限制性系数等。结合对细胞因子的检测结果，可以推测雷帕霉素缩短了DTH反应的准备阶段，同时减弱了反应期的反应强度，这一过程可能涉及T辅助2型细胞（Th2）或调节性T细胞（Treg）。　　3）研究了雷帕霉素对DC表型和功能的调节作用。研究结果表明，雷帕霉素减小了DC细胞的体积，显著降低了共刺激分子CD80的表达；抑制了DC细胞的抗原吞噬能力和DC细胞刺激作用下抗原特异性或非特异性淋巴细胞的增殖能力，停止雷帕霉素药物处理一段时间后这种抑制效果可以被逆转。此外，雷帕霉素明显缩短了DC与T细胞长时间接触（>15分钟）的比率，该比率的降低在雷帕霉素抑制DTH反应中发挥着重要作用。　　4）建立了研究足垫细菌炎症反应的非侵入性三色成像模型，可对细菌、中性粒细胞和 MMs细胞进行同步成像。研究发现，诱发炎症反应的大肠杆菌（E.coli）三天内大大减少；中性粒细胞在细菌刺激后4 h迅速聚集，4-24 h运动活跃，48-72 h运动能力减弱，并出现大量的细胞碎片。同时，MMs细胞在炎症反应后24 h到72h大量聚集，但此时其运动速度减慢、滞留时间增加、运动范围缩小。此外，吞噬了细菌的MMs细胞，在快速运动时发生了细胞结构的解体。这些结果进一步揭示了机体免疫系统抵抗病原物的动态行为变化。　　综上所述，本研究建立了用于免疫细胞动态特征研究的多层次光学成像方法，并成功获取炎症反应过程免疫细胞的聚集、分布、迁移和接触等动态信息。雷帕霉素对免疫细胞运动特征的影响，揭示了其可能的抗炎机制。此外，本研究还建立了用于细菌炎症反应研究的非侵入式三色成像模型。本研究所建立的活体免疫光学成像技术可以从组织水平到细胞水平对多种免疫细胞在免疫反应中的动态变化进行观测。利用免疫光学成像技术对雷帕霉素抗炎作用的深入探讨说明这些技术可以应用于更多的免疫反应研究和免疫治疗效应评价。