量子點選擇靶向于小神經膠質細胞

小神經膠質細胞是腦部固有的免疫細胞，在損傷修復和對抗微生物入侵等方面具有重要作用。但是，在某些病理條件下，小膠質細胞會加劇炎癥反應并造成神經退行性變。因此，向小膠質細胞靶向遞送生物活性物質，將有助于闡明其作用機制，明確其在疾病治療中的調節作用。加州大學舊金山分校格萊斯頓神經疾病研究所Li Gan課題組，發現量子點（Quantum dots, QDs）在體外及體內實驗中選擇靶向于小神經膠質細胞。

S Sakura Minami等體外分離新生大鼠的大腦皮質組織，進行混合細胞培養，然后與量子點進行孵育。結果顯示，量子點被小膠質細胞選擇性攝取，而神經元細胞及星形膠質細胞則沒有對量子點的攝取（圖1A-D）。進一步實驗提示，小神經膠質細胞對量子點的攝取不受其表面化學修飾的影響，不同表面修飾的量子點如QD655-PEG、 QD655-PEG-Strep以及QD655-Carboxy均被小膠質細胞攝取；同時，不同粒徑的量子點（QD525, 605, 655以及705）均被攝取，其中QD655進入細胞的效率最高（圖1E-F）。量子點進入小膠質細胞后，沒有誘發細胞毒性，不影響小膠質細胞釋放炎癥因子。將量子點注射于小鼠海馬部位，熒光成像顯示，量子點分布于海馬的大多數區域，并且主要定位于小膠質細胞（圖2）。量子點熒光信號很強，沒有明顯淬滅，一直持續至注射后1個月。將量子點與細胞毒素——皂草素偶聯，該偶聯物可靶向進入小膠質細胞并致其死亡，從而顯著改善神經退行性疾病模型中神經元的活性。總之，該項研究對于小神經膠質細胞的特異性標記與成像提供了新的研究手段，對于靶向小神經膠質細胞的藥物遞送及神經系統疾病治療具有重要意義。

圖1 在大鼠皮質組織原代混合培養中，量子點被小膠質細胞選擇性攝取。

(A) 小膠質細胞被CD11b及Iba-1抗體（綠）特異性標記，量子點（紅）主要被小膠質細胞攝取；(B) 量子點（紅）沒有被星形膠質細胞（由GFAP抗體標記為綠色）攝取；

(C) 量子點（紅）沒有被神經元細胞（由MAP2抗體標記為綠色）攝取；

(D) 隨著孵育時間的增加，被小膠質細胞攝取的量子點的熒光強度逐漸增加；

(E) 在以Annexin V/SyTox green（綠）標記的凋亡或壞死細胞中，沒有檢測到量子點；

(F) 具有不同表面修飾的量子點均被小膠質細胞攝取。

圖2 在體實驗中量子點被小膠質細胞選擇性攝取。

(A)-(D)將量子點立體定向注射于CX3CR+/-小鼠，其中小膠質細胞具有GFP表達。

(A) 量子點在海馬中的分布；

(B) 海馬組織中具有GFP表達的小膠質細胞；

(C) A及B的合圖；(D) 對C圖的局部放大；

(E) 被海馬小膠質細胞攝取的單個量子點平面的Confocal圖像；

(F) 量子點（紅）沒有被星形膠質細胞（由GFAP抗體標記為綠色）攝取；

(G) 量子點（紅）沒有被神經元細胞（由MAP2抗體標記為綠色）攝取。

文獻來源：

Minami SS, Sun B, Popat K, Kauppinen T, Pleiss M, Zhou Y, Ward ME, Floreancig P, Mucke L, Desai T, Gan L. Selective targeting of microglia by quantum dots. J Neuroinflammation. 2012;9:22.