纳米粒子由于自身的纳米结构和表面修饰,很容易渗透到生物体内,并被巨噬细胞,嗜中性粒细胞和其他效应细胞的免疫吞噬系统清除。因此,迫切需要我们探索纳米粒子在体内对于免疫吞噬系统的影响并找到有效的解决方案。在本文中,我们发现纳米粒子可通过阻断巨噬细胞的趋化特性,并极大地减少了免疫细胞在损伤区域的招募。其中巨噬细胞在吞噬纳米粒子后,其最典型的免疫细胞的基本功能,例如:炎症反应,损伤征募和凋亡细胞的清除功能均受到了抑制。此外,通过对吞噬了金纳米粒子的巨噬细胞进行转录组测序(RNA-seq),我们发现金纳米粒子显著地影响了巨噬细胞趋化因子受体5(CCR5)的表达,导致巨噬细胞失去趋化特性,降低了其免疫招募的能力。这些结果说明纳米粒子本身可能会对免疫系统产生复杂的影响。因此,为了调控这一现象,通过使用poly-vinylpyrrolidone (PVP),polyethyleneimine(PEI),polyacrylic acid(PAA)对纳米粒子表面进行了修饰。我们发现表面用PVP修饰的金纳米粒子对于巨噬细胞募集的过程的影响最小。综上,我们使用荧光实时成像技术在体探索了金纳米粒子与免疫细胞的相互作用。我们探讨了金纳米粒子对于免疫细胞招募和细胞功能的影响,并探讨了金纳米粒子影响免疫细胞功能的机制,为金纳米粒子的修饰和临床应用提供了理论依据。
Nanoparticles retard immune cells recruitment in vivo by inhibiting chemokine expression.
重庆大学王贵学教授为文章的通讯作者,邱菊辉研究员和肖乐辉教授为文章的共同通讯作者,博士生徐剑雄为文章的第一作者,王瑾瑄和邱菊辉为文章的共同第一作者。其他参与研究的作者包括重庆大学罗阳教授、吴伟副教授、王溢博士后、崔玉良博士生;英国剑桥大学的 Durken Colm教授、Wang Nan 副研究员,Rose Humphry硕士生,重庆市公共卫生医疗救治中心陈耀凯研究员,鲁雁秋助理研究员。
重庆大学生物工程学院王贵学博士:教授、博导、院学术委员会主任,兼任生物流变科学与技术教育部重点实验室主任,血管植入物开发国家地方联合工程实验室主任,重庆国家生物产业基地公共实验中心主任、重庆大学医学部学术委员会副主任。长期从事血管生物力学与组织修复材料、血流动力学与动脉粥样硬化、力学发育生物学、细胞分子生物学研究,入选爱思唯尔中国高被引学者榜单。近5年来,带领课题组在Nat Neurosci、Adv Sci、Small、Biomat等期刊合作发表SCI论文111篇,主编出版教指委规划教材2部,主持国家自然基金重点项目、面上项目与国家重点研发计划课题各1项。
重庆大学生物工程学院邱菊辉博士:研究员、博导,重庆大学“百人计划”特聘研究员,重庆大学自然科学奖一等奖(第二完成人),现主持国家自然科学基金青年基金、重庆大学“百人计划”基金、参研国家自然科学基金重点项目各1项。目前主要从事内皮细胞命运和造血干细胞分化的相关研究。同时关注力学敏感基因对内皮细胞命运转化的影响。
南开大学化学学院肖乐辉研究员:博士生导师。曾主持国家自然科学基金优秀青年科学基金一项,获教育部博士学术新人奖,霍英东青年教师奖(2016年度),于2014年获选为湖南省创新创业青年培养对象。目前主要从事功能纳米材料的制备及其光物理化学等性能的分析,单分子及单颗粒光谱分析以及单细胞成像分析。
该研究得到了国家自然科学基金、 重庆市自然科学基金和中央高校基础研究基金等的支持。
Jianxiong Xu#, Jinxuan Wang#, Juhui Qiu#*, Hua Liu, Yi Wang, Yuliang Cui, Rose Humphry, Nan Wang, Colm DurKan, Yaokai Chen, Yanqiu Lu, Qinfeng Ma, Wei Wu, Yang Luo, Lehui Xiao*, Guixue Wang*. Nanoparticles retard immune cells recruitment in vivo by inhibiting chemokine expression. Biomaterials 2020, 1120392.