单颗粒示踪技术研究脂筏在病毒入侵过程中的动态作用机制

Lipid raft, as the main functional areas of cell membrane, is an active area of the interactions between viruses and host cells. It is of great significance to study the roles of lipid raft in the process of virus entry and its related molecular mechanisms for preventing and treating viral diseases. However, the current understanding of the roles of lipid rafts in the process of virus infection is based on the analysis and inference of static research results. It is urgent to develop the technology of real-time visualization for studying the dynamic mechanisms of lipid raft-related lipid molecules in the process of virus entry. This project is proposed to initially construct molecular probes for recognizing and labeling lipid raft-related lipid molecules, and simultaneously develop new strategies to label the viruses. By using single-particle tracking technique, the dynamic interactions between lipids and viruses are monitored in situ and in real time. This proposal is aimed at providing a powerful bioanalytical method for studying the dynamic interaction between lipid molecules and virus, and elaborating the related dynamic mechanisms of lipid rafts-mediated signaling pathway in the process of virus entry, which will provide a theoretical basis for the research and development of antiviral drugs.

脂筏作为细胞膜上的主要功能微区，是病毒与宿主细胞相互作用的活跃区域。深入研究脂筏在病毒入侵过程中的作用机制及其相关的分子机制对病毒性疾病的预防及治疗具有重要的意义。但目前人们对脂筏在病毒入侵过程中的作用机制的认识多是基于静态研究结果的分析和推断。迫切需要发展实时动态可视化的技术研究脂筏相关脂质分子在病毒入侵过程中的动态作用机制。本项目拟通过构建针对脂筏相关脂质分子的生物探针，实现对脂质分子的特异性识别及标记。同时发展病毒标记新策略，利用单颗粒示踪技术，实时、原位、动态可视化地监测脂质分子与病毒的动态相互作用过程，从而揭示脂筏在病毒入侵过程中的作用机制。本项目力求为研究脂质分子与病毒动态相互作用提供一种强有力的生物分析方法，同时系统地研究脂筏介导的信号通路与病毒入侵相关的动态作用机制，从而为抗病毒药物的研发提供理论基础。

深入研究脂筏在病毒入侵过程中的作用机制及其相关的分子机制对病毒性疾病的预防及治疗具有重要的意义。但目前人们对脂筏在病毒入侵过程中的作用机制的认识多是基于静态研究结果的分析和推断。迫切需要发展实时动态可视化的技术研究脂筏相关脂质分子在病毒入侵过程中的动态作用机制。本项目针对病毒侵染机制研究这一主题，围绕“脂筏在病毒入侵过程中的作用”这一核心科学问题，发展了多种病毒标记新策略以实现对病毒感染过程中时空动态变化信息的精准测量与解析；构建了多种特异性识别脂筏相关脂质分子的生物探针以满足对质膜脂筏分子的原位定量分析；进一步发展了兼具病毒靶向和示踪能力的类病毒体，为实时、动态研究脂质分子在病毒侵染过程中的作用机制提供了新的技术平台，也为发展病毒感染过程靶向探针及递送体系提供了新思路和新方法。通过实时、原位、动态可视化地监测病毒和脂筏分子的相互作用过程，揭示脂筏在病毒入侵过程中的作用机制，为抗病毒治疗及抗病毒药物研发提供理论基础。此外，本项目所建立的针对脂筏和病毒的标记方法以及脂质定量和单颗粒示踪联用技术具有很好的普适性，对研究其他类型的生物分子和病毒侵染的关系也具有非常重要的意义。. 项目执行期间，在国际重要学术刊物上，发表SCI论文19篇，包括Nature Protocols，Accounts of Chemical Research，Angewandte Chemie， Nano Letters，Nano Today， Analytical Chemistry，Small等，申请专利4项，已授权专利1项。培养博士生2名，硕士生2名。