量子點(diǎn)標(biāo)記多靶單病毒示蹤研究流感病毒侵染動態(tài)過程

劉書琳,張志凌,孫恩澤,張萬坡,劉海斌,趙海粟,王漢中，肖庚富，龐代文*

(1.生物醫(yī)學(xué)分析化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院，“納米生物與醫(yī)學(xué)研究中心”教育部“985工程”創(chuàng)新平臺，病毒學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢生物技術(shù)研究院，湖北武漢430072）（2.中國科學(xué)院武漢病毒研究所，湖北武漢430071)

為了有效地預(yù)防和控制病毒性疾病的傳播，深刻認(rèn)識病毒感染宿主等傳播過程的機(jī)制顯得尤為重要。對病毒侵染宿主細(xì)胞動態(tài)過程及機(jī)制的詮釋，將為認(rèn)識病毒致病機(jī)制及防治病毒性疾病奠定重要的理論基礎(chǔ)。病毒侵染宿主細(xì)胞的過程非常復(fù)雜,往往包含許多階段、多種途徑并涉及不同亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。單病毒示蹤技術(shù)主要利用熒光顯微鏡實(shí)時(shí)動態(tài)成像，監(jiān)測病毒的侵染路徑和動態(tài)行為或病毒的組分與宿主細(xì)胞相互作用。

目前研究病毒侵染宿主細(xì)胞動態(tài)過程的方法主要是基于分子影像，特別是熒光標(biāo)記的分子影像。常用的熒光標(biāo)記手段主要有通過反向遺傳學(xué)和化學(xué)交聯(lián)等手段來將病毒蛋白質(zhì)或核酸與熒光蛋白質(zhì)、有機(jī)熒光染料分子進(jìn)行偶聯(lián)。但是采用這些標(biāo)記技術(shù)研究病毒侵染動態(tài)過程存在某些不足，如1)熒光蛋白質(zhì)和有機(jī)熒光染料容易光漂白，很難較長時(shí)間動態(tài)跟蹤整個(gè)過程；2)熒光偏弱，難以捕獲活細(xì)胞內(nèi)“小幾率分子事件”的信息并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；3)通常需要大量染料分子標(biāo)記同一個(gè)病毒，會影響病毒的毒力；4)染料分子光漂白后的產(chǎn)物一般都具有很強(qiáng)的細(xì)胞毒性，將影響宿主細(xì)胞的生理過程；5)采用反向遺傳學(xué)等基因工程手段來構(gòu)建帶熒光蛋白質(zhì)的病毒，技術(shù)復(fù)雜，不能適用于所有病毒。

采用量子點(diǎn)標(biāo)記監(jiān)測技術(shù)將有望克服現(xiàn)有熒光蛋白質(zhì)和有機(jī)熒光染料技術(shù)的不足，對病毒侵染宿主細(xì)胞動態(tài)過程進(jìn)行跟蹤，并進(jìn)一步詮釋病毒致病機(jī)制。半導(dǎo)體熒光納米晶粒－量子點(diǎn)，作為一類性能優(yōu)異的新型熒光納米標(biāo)記物為認(rèn)識和解決諸如病毒侵染宿主細(xì)胞動態(tài)過程機(jī)制等涉及生物體內(nèi)微區(qū)環(huán)境的“時(shí)間”和“空間”“動態(tài)”變化的復(fù)雜生物學(xué)問題提供了契機(jī)。

該文以禽流感病毒H9N2為對象，利用量子點(diǎn)標(biāo)記單病毒顆粒，從單病毒角度研究了H9N2病毒侵染犬腎細(xì)胞（MDCK）進(jìn)胞過程的機(jī)制。