瑞士苏黎世大学与日本北海道大学联合科研团队,成功开发出一项突破性显微成像技术,首次实现了对流感病毒入侵人体细胞过程的实时、高分辨率观测。这项名为ViViD-AFM(病毒观察用共聚焦与原子力显微镜双模技术)的创新方法,结合了原子力显微镜(AFM)与荧光显微镜的优势,解决了传统技术在观测活细胞膜动态变化时的分辨率与侵入性难题。
流感病毒主要依靠表面的血凝素蛋白与细胞膜上的唾液酸分子结合,进而通过神经氨酸酶的作用突破细胞防线。这一过程涉及病毒在细胞膜表面的侧向扩散,寻找最佳入侵点,最终通过网格蛋白(clathrin)形成的囊泡进入细胞内部。传统电子显微镜虽分辨率高但会破坏细胞活性,仅能捕捉瞬间画面;而普通荧光显微镜则难以分辨仅5至10纳米厚的细胞膜双层结构。
新研发的混合系统通过定制柔性探针,显著降低了原子力显微镜对活细胞的机械干扰,实现了无标记状态下对细胞形态变化与病毒信号的同步观测。研究团队发现,细胞并非被动等待感染,而是会主动通过拉伸、移动及尝试“捕捉”病毒等方式进行防御,细胞膜表面甚至会出现波浪式运动以抵抗病毒入侵。这种病毒与细胞间的动态博弈被形象地比喻为“一场舞蹈”。
该技术的突破不仅揭示了流感病毒感染的微观机制,更为抗病毒药物的研发提供了全新工具。研究人员表示,未来可利用该技术实时评估药物在细胞层面的抑制效果,并拓展至其他病毒及疫苗的研究。对于中国医药研发领域而言,这种能够实时观测活细胞动态的高精度成像技术,有望加速我国在抗病毒药物筛选与机制研究方面的创新进程,提升国产创新药的研发效率与国际竞争力。
