對(duì)于單病毒的示蹤，是研究病毒感染路徑和表征病毒與靶細(xì)胞動(dòng)態(tài)相互作用的有力工具，有助于闡明病毒侵入細(xì)胞并播散的關(guān)鍵步驟，揭示病毒流行和發(fā)病的機(jī)理，從而有利于形成具有針對(duì)性的新的治療策略。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)單病毒的持續(xù)示蹤，熒光標(biāo)記物必須具備良好的熒光穩(wěn)定性，配備應(yīng)用高放大倍數(shù)的物鏡，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)微小病毒顆粒（20-100nm）的成像。

量子點(diǎn)（Quantum Dots, QDs）作為無機(jī)合成的納米熒光探針，具有高熒光亮度和熒光穩(wěn)定性。目前已有通過抗體或共價(jià)偶聯(lián)將量子點(diǎn)標(biāo)記病毒的文獻(xiàn)報(bào)道，但是這些方法可能影響病毒的正常功能，包括與宿主的相互作用。南加州大學(xué)Pin Wang課題組，應(yīng)用生物素受體多肽（AP）和生物素連接酶（BirA）使病毒表面生物素化，進(jìn)而通過生物素-親和素相互作用而實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)標(biāo)記（圖1）。該標(biāo)記具有良好的熒光穩(wěn)定性（圖2），不影響病毒感染性，可用于研究糖蛋白包被病毒進(jìn)入細(xì)胞的動(dòng)態(tài)過程，也可用于標(biāo)記病毒轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入Rab+胞內(nèi)體的活細(xì)胞示蹤。總之，該課題揭示了量子點(diǎn)標(biāo)記技術(shù)在示蹤病毒和靶細(xì)胞之間動(dòng)態(tài)相互作用方面的潛能，可廣泛應(yīng)用于各種類型的膜包被病毒的標(biāo)記和示蹤。

圖1 以量子點(diǎn)標(biāo)記包膜病毒的通用策略。

病毒從表達(dá)AP標(biāo)簽的細(xì)胞自然出芽，生物素受體多肽（AP）從而摻入病毒表面；濃縮的AP標(biāo)記病毒重懸于PBS-MgCl₂緩沖液，通過加入生物素連接酶（BirA）、ATP以及生物素等而被生物素化；進(jìn)而與鏈霉親合素偶聯(lián)的量子點(diǎn)孵育，從而實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)對(duì)病毒生物素化表面的位點(diǎn)特異性標(biāo)記。

圖2 對(duì)于標(biāo)記量子點(diǎn)或FITC的病毒顆粒的熒光穩(wěn)定性比較。

(A) 生物素化的VSVG-假病毒型慢病毒，分別以鏈霉親和素偶聯(lián)的量子點(diǎn)（QD525）或FITC標(biāo)記，鋪被于多聚賴氨酸包被的蓋玻片；上述樣品以氬激光器于488nm持續(xù)激發(fā)超過3min，間隔~10s采集圖像；

(B) 量子點(diǎn)（QD525）或FITC標(biāo)記病毒顆粒的熒光強(qiáng)度的動(dòng)力學(xué)分析。應(yīng)用Zeiss LSM 510的軟件包對(duì)病毒顆粒的熒光強(qiáng)度進(jìn)行分析。

文獻(xiàn)來源：

Joo KI, Lei Y, Lee CL, Lo J, Xie J, Hamm-Alvarez SF, Wang P. Site-specific labeling of enveloped viruses with quantum dots for single virus tracking. ACS Nano. 2008;2(8):1553-62.