研究揭示單個(gè)埃博拉病毒入侵細(xì)胞動(dòng)態(tài)機(jī)制

埃博拉病毒（EBOV）是對(duì)人類最致命的病原體之一，病毒感染引起嚴(yán)重出血熱，致死率可達(dá)90%。病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞是感染過(guò)程中的**步也是關(guān)鍵的一步，但其入侵機(jī)制仍有待研究。

最近，中國(guó)科學(xué)院武漢病毒研究所研究員崔宗強(qiáng)與長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)教授單玉萍、國(guó)家納米科學(xué)中心研究員施興華合作，基于單顆粒力示蹤、動(dòng)力學(xué)模擬和單顆粒熒光示蹤技術(shù)，實(shí)時(shí)揭示了單個(gè)EBOV的入侵動(dòng)態(tài)過(guò)程和動(dòng)力學(xué)機(jī)制。

研究人員首先構(gòu)建了絲狀埃博拉病毒樣顆粒（EBO-VLP）并對(duì)其進(jìn)行熒光標(biāo)記，該絲狀結(jié)構(gòu)EBO-VLP和野生型EBOV具有同樣的入侵細(xì)胞能力，但其內(nèi)部沒(méi)有病毒核酸，不能復(fù)制。研究人員利用雙功能PEG Linker將EBO-VLP連接到原子力顯微鏡的探針上，通過(guò)力示蹤技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)單個(gè)EBO-VLP內(nèi)吞進(jìn)入細(xì)胞的動(dòng)態(tài)過(guò)程。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，EBO-VLP可以通過(guò)水平或垂直兩種模式進(jìn)入細(xì)胞，兩種模式對(duì)應(yīng)的力和時(shí)間不同。對(duì)兩種模式進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)模擬，也說(shuō)明EBO-VLP以垂直方向進(jìn)入細(xì)胞比水平模式所需時(shí)間更長(zhǎng)，所需能量（也就是力）更大。通過(guò)分析計(jì)算力示蹤檢測(cè)到的內(nèi)吞力信號(hào)，推測(cè)大約有九個(gè)受體結(jié)合位點(diǎn)在EBO-VLP入侵過(guò)程中參與病毒內(nèi)吞。實(shí)時(shí)單顆粒熒光示蹤顯示EBO-VLP與細(xì)胞巨胞飲標(biāo)志物能夠很好地共定位，并具有相同的運(yùn)動(dòng)速率、軌跡、均方位移等，巨胞飲抑制劑可以顯著抑制其入侵，從而可視化地證實(shí)了EBO-VLP是以巨胞飲途徑入侵細(xì)胞。

該研究實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)解析了單個(gè)EBO-VLP入侵宿主細(xì)胞過(guò)程，揭示了絲狀EBO-VLP以水平或垂直兩種模式進(jìn)入細(xì)胞，以及對(duì)應(yīng)的力學(xué)、時(shí)-空、能量、與受體作用方式、入侵途徑等精細(xì)機(jī)制，對(duì)深入理解EBOV的感染機(jī)理具有重要意義，也為開(kāi)發(fā)抗病毒途徑提供了基礎(chǔ)。

這一研究成果近日已在《美國(guó)化學(xué)會(huì)-納米》期刊在線發(fā)表。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院先導(dǎo)專項(xiàng)等基金項(xiàng)目的資助。