金纳米粒子探测免疫系统
免疫应答是机体免疫系统对抗原刺激所产生的以排除抗原为目的的生理过程。这个过程是免疫系统各部分生理功能的综合体现,包括了抗原递呈、淋巴细胞活化、免疫分子形成及免疫效应发生等一系列的生理反应。通过有效的免疫应答,机体得以维护内环境的稳定。常被用作免疫反应的同义词。免疫活性细胞(T淋巴细胞,B淋巴细胞)识别抗原,产生应答(活化、增殖、分化等)并将抗原破坏和/或清除的全过程称为免疫应答。
药物或疫苗开发要求与免疫系统有一个精巧的动态平衡。一方面,药物为了挥自身功能需要逃避免疫系统的检测。但是,灭活疾病或病毒接种疫苗则相反。它们都激活免疫系统产生保护性抗体。但科学家仍无法解释免疫系统如何识别不同粒子以及如何选择是否要对排斥它们。
纳米科学领域的研究人员利用纯金制成的纳米粒子开发出一种介导化学性残基进入免疫系统的新方法,使这些残基没有了招怒免疫细胞的特性。由于金微粒太小以致于免疫系统检测不到,只有当金微粒涂上不同化学残基时免疫系统才会响应。
首先,可作为探测工具。为探测免疫系统,研究人员可用直径约2纳米、涂有各种化学残基的金微粒。在免疫系统正常运作情况下,只有导入疏水残基时,免疫系统才会对它们的存在应答。在细胞死亡时,细胞膜疏水区暴露,然后免疫系统意识到已发生的损伤并开始告警相邻细胞。同样,也适用于涂有化学物质的金颗粒表面。粒子疏水性越强,越易被活跃的免疫系统积极对抗。
其次,用来测试"危险模型"。直到现在,已经有免疫系统如何发挥功能的理论,但缺乏检测这些观点的机制。危险模型由Polly Matzinger教授提出,假设细胞内损伤与免疫细胞相互作用是在细胞膜水平,一旦免疫系统确定外来分子为一个"危险",免疫细胞则向整个免疫系统发送信号。最初的疏水性实验就是要产生一个探索这一理论的工具箱。
接下来,研究人员将对各种细菌、病毒或损伤细胞展开研究,使金纳米粒更相似,藉此来发现哪一种危险粒子会唤起机体免疫系统武装。这个突破能加深对病毒和细菌特性的了解,形成更好的药物递送系统和更有效的药物与接种疫苗。这一发现发表在期刊Journal of the American Chemical Society上。