对移植手术进行术后免疫反应实时监测是延长移植人存活时间的关键。目前来说，评价移植人免疫反应的金标准是进行活体组织检查。然而这类方法具有很强的侵入性，同时受限于组织尺寸和排异位点的异质性，活体组织检查常常还会出现假阴性结果，严重影响术后监测的效果。
针对这一问题，华中科技大学Qiaofeng Jin、张丽教授、谢明星教授和香港科技大学唐本忠院士等人报道了一种具有聚集诱导发光（AIE）特性的仿生葡聚糖颗粒（HBTTPEP/GPs），可用于非侵入性地实时监测移植术后免疫反应。研究发现，带正电的近红外聚集诱导发光分子（AIEgens）可以高效聚集到葡聚糖颗粒的有限空间中，从而发挥荧光发光行为。最终，这一AIE活性葡聚糖颗粒有望发展成为可进行器官移植免疫监测的新型探针。相关工作以“Biomimetic Glucan Particles with Aggregation-Induced Emission Characteristics for Noninvasive Monitoring of Transplant Immune Response”为题发表在ACS Nano。
【文章要点】
一、HBTTPEP/GPs的材料设计
研究首先通过结合分子转子（四苯乙烯等）和激发态分子内质子转移模块（对羟苯基）苯并噻唑设计了新型近红外发光AIEgens（HBTTPEP）。通过研究HBTTPEP与葡聚糖颗粒间的相互作用，作者发现可以通过一步法孵育将HBTTPEP高效聚集到葡聚糖颗粒中，并成功活化其荧光特性（图1）。进一步的表征发现，HBTTPEP在葡聚糖颗粒中可以形成晶态，而结晶的出现则有利于锁定和强化HBTTPEP的分子构象，从而最小化分子内运动并大幅提高荧光发射性能。
图1仿生AIE活性葡聚糖纳米颗粒（HBTTPEP/GPs）的制备
二、HBTTPEP/GPs可被巨噬细胞特异性吸收
作者随后研究了HBTTPEP/GPs被免疫细胞内化吸收的情况。如图2所示，HBTTPEP/GPs对巨噬细胞的吞噬率达到了99.9%，且其对T细胞和自然杀伤细胞等其他免疫几乎不发生吞噬行为，这表明巨噬细胞能够特异性地吞噬HBTTPEP/GPs。进一步研究还发现，巨噬细胞吞噬HBTTPEP/GPs主要是通过dectin-1受体这一通路介导实现的。
图2 巨噬细胞吞噬HBTTPEP/GPs
三、口服HBTTPEP/GPs以检测移植后免疫反应
最后，研究探索了HBTTPEP/GPs检测移植术后免疫反应的能力（图3）。当口服HBTTPEP/GPs后，通过追踪吞噬HBTTPEP/GPs的巨噬细胞的荧光信号可以监测皮肤移植小鼠模型的免疫反应。研究显示，体内荧光强度与排斥程度呈正相关关系，表明HBTTPEP/GPs可以监测移植排斥反应的进程。此外，这一监测方式可以避免由手术创伤和自发荧光造成的“假阳”信号。因此，通过追踪巨噬细胞向移植位点的迁移可以有效诊断同种异体排斥反应。
图3HBTTPEP/GPs监测同种异体排斥反应
文献链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c03029
原文刊载于【高分子科学前沿】公众号
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