Science子刊：高分辨率可視化觀察HIV病毒在體內如何增殖

　　為了治療疾病，人們必須了解它是如何產生的。在一項新的研究中，來自德國、英國、法國、西班牙和澳大利亞的研究人員如今利用高分辨成像技術在毫秒分辨率下可視化觀察HIV病毒如何在活細胞之間擴散。通過使用超高分辨率STED熒光顯微鏡，他們首次提供了直接證據表明自艾滋病病原體（即HIV病毒）為它的自身復制構建出某種脂質環境。針對此，他們創建了一種方法來研究這種病毒復制如何可能被潛在地阻止。相關研究結果發表在2019年10月2日的Science Advances期刊上，論文標題為“HIV-1 Gag specifically restricts PI(4,5)P2 and cholesterol mobility in living cells creating a nanodomain platform for virus assembly”。論文通訊作者為德國耶拿大學的Christian Eggeling教授和法國蒙彼利埃傳染病研究所的Delphine Muriaux。

圖片來自Science Advances, 2019, doi:10.1126/sciadv.aaw8651。

　　著重關注宿主細胞的質膜

　　這些研究人員著重關了宿主細胞質膜上的閘門，HIV在感染宿主細胞后通過該閘門出現在宿主細胞中。他們使用了對參與HIV病毒成熟的過程進行協調的蛋白Gag作為標記物。 Eggeling解釋說：“在這種蛋白積累的地方，這些決定性的過程會導致這種病毒自我釋放并感染其他細胞。”

　　為了破譯這些過程，這些研究人員探究了在HIV病毒顆粒出芽位點發生的擴散。他們發現只有某些脂質與HIV病毒相互作用。盡管在原則上這些脂質是已知的，但是他們首次能夠直接在活的受到感染的細胞中證實這種相互作用。

　　阻止HIV病毒復制的攻擊點

　　Eggeling說：“這為我們提供了一種用于開發抗病毒藥物的潛在靶標。了解哪些分子是HIV病毒從宿主細胞中釋放出來并進行復制所需的是研究如何預防這種病毒感染的關鍵先決條件。借助我們的技術，我們如今可以直接追蹤這一點。”Eggeling和他的團隊如今想要開發攻擊這些分子的抗體，從而抑制HIV病毒的傳播。

　　Eggeling在描述他的研究項目時說：“我們不僅要從醫學角度研究這些抗體，而且要找出如何利用它們的生物物理相互作用來增強它們的療效。為此，我們借助于諸如擴散之類的物理參數，分析了生物學過程，即細胞與分子的相互作用。”

　　Eggeling將空間超分辨率熒光顯微鏡技術與能夠實時跟蹤標記分子運動的方法結合在一起，以了解疾病如何在分子水平上產生。這能夠讓他和他的團隊在空間和時間上研究活細胞中的單個分子。“這讓我們能夠在分子水平上揭示細胞機制，這比以前的研究方法要快得多，并且可在很小的空間尺度上運行。”

　　在耶拿大學，Eggeling如今與生物學家和醫師緊密合作，以探究如何利用這些方法更早更準確地檢測疾病，甚至可能阻止它們。