項(xiàng)目名稱-量子點(diǎn)標(biāo)記技術(shù)研究病毒侵染過程及宿主應(yīng)答-首席科學(xué)家-資料下載頁(yè)
2024-10-06 10:29本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、領(lǐng)先于國(guó)際同類研究的創(chuàng)新性成果。級(jí)人選、中科院百人計(jì)劃、教育部新世紀(jì)人才等優(yōu)秀人才3名。層組裝等方法，制備兼具光、磁等多種功能的量子點(diǎn)復(fù)合納米材料。量子點(diǎn)對(duì)桿狀病毒定點(diǎn)標(biāo)記。行為，探索其相關(guān)行為機(jī)制。結(jié)合在細(xì)胞生理?xiàng)l件下量子點(diǎn)合成技術(shù)，構(gòu)建轉(zhuǎn)染。點(diǎn)偶聯(lián)，與慢病毒包裝質(zhì)粒共轉(zhuǎn)染宿主細(xì)胞。在宿主細(xì)胞內(nèi)慢病毒包裝系統(tǒng)所表。染性的假病毒顆粒。轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，以及siRNA干擾等分子生物學(xué)技術(shù)，研究病毒跨膜的精細(xì)行為。并以小鼠為模型，采用在體成像技術(shù)、多色量子點(diǎn)標(biāo)記技術(shù)和組織學(xué)手段，量子點(diǎn)優(yōu)良的熒光特性使其在單顆粒動(dòng)態(tài)示蹤研究中具有顯著的優(yōu)勢(shì)。毒侵染過程中重要分子事件的“時(shí)-空”信息，揭示相應(yīng)內(nèi)在機(jī)制。
【正文】 對(duì)不同宿主細(xì)胞侵染性實(shí)驗(yàn)及侵染過程的實(shí)時(shí)示蹤研究；將量子點(diǎn)轉(zhuǎn)染到桿狀病毒表達(dá)系統(tǒng)內(nèi)，探討細(xì)胞內(nèi)EV71 衣殼蛋白包裝量子點(diǎn)形成 VLP的可行性； 3） 優(yōu)化細(xì)胞內(nèi)慢病毒與量子點(diǎn)包裝系統(tǒng)，構(gòu)建系列包裝有量子點(diǎn)的具有不同囊膜蛋白的假病毒顆粒； 4） 研究量子點(diǎn)標(biāo)記病毒跨越細(xì)胞質(zhì)膜的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)、病毒招募肌動(dòng)蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)病毒的行為；考察病毒囊泡運(yùn)輸、在微管組織中心（ MTOC）集聚、低 pH（胞內(nèi)體質(zhì)子泵）和酸性水解酶誘發(fā)病毒－胞內(nèi)體膜融合的 “時(shí) 空 ”行為；研究病毒進(jìn)入 溶酶體的動(dòng)態(tài)過程，探討其與細(xì)胞自噬（ Autophage）的關(guān)系； 5） 探討量子點(diǎn)和量子點(diǎn)標(biāo)記病毒對(duì)核轉(zhuǎn)錄因子的活化及核轉(zhuǎn)移過程的調(diào)控作用；研究抗原呈遞細(xì)胞對(duì)量子點(diǎn)標(biāo)記病毒的吞噬 /呈遞途徑，評(píng)價(jià)量子點(diǎn)標(biāo)記對(duì)病毒的吞噬 /呈遞過程的影響； 6） 結(jié)合熒光 /紫外光譜和等溫滴定量熱1） 初步實(shí)現(xiàn)面向生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的量子點(diǎn)系列納米標(biāo)記材料的 “結(jié)構(gòu) 性能控制 ”； 2） 發(fā)展 “自然嵌合 ”、定點(diǎn)標(biāo)記、可控組裝等普適性的病毒標(biāo)記和組裝策略，并完善相關(guān)技術(shù)和方法； 3） 建 立病毒顆粒從跨膜、到早期胞內(nèi)體（ endosome）、晚期胞內(nèi)體或溶酶體等囊泡輸運(yùn)的熒光示蹤及 “時(shí) 空 ”分析技術(shù)和基于量子點(diǎn)標(biāo)記技術(shù)觀察抗原呈遞細(xì)胞對(duì)病毒吞噬 /呈遞過程的方法； 4） 發(fā)表 SCI 論文 12 篇，申請(qǐng)專利 2 項(xiàng)。 研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 法等綜合手段探討不同量子點(diǎn)與生物大分子相互作用； 7） 構(gòu)建量子點(diǎn)標(biāo)記病毒的動(dòng)物感染模型。 第 四 年 1） 完善在合成過程中實(shí)現(xiàn)一步或兩步法對(duì)量子點(diǎn)表面進(jìn)行生物功能化修飾或直接標(biāo)記的方法，以提高量子點(diǎn)的熒光示蹤性能和穩(wěn)定性；在已有量子點(diǎn)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建熒光成像與光譜分析協(xié)同的多功能量子點(diǎn)復(fù)合納米材料；發(fā)展多模分子成像和示蹤技術(shù)； 2） 通過在合成過程以及合成后的化學(xué)鍵合、生物親合等途徑實(shí)現(xiàn)量 子點(diǎn)與生物功能分子間的可控偶聯(lián)，調(diào)控量子點(diǎn)系列納米材料表面生物功能分子的種類、數(shù)量和性能，尤其是使其具有良好的生物相容性 。 3） 研究疊氮基量子點(diǎn)對(duì)炔基化修飾病毒的標(biāo)記及其定量控制 。 4） 完善量子點(diǎn)標(biāo)記桿狀病毒、 EV71 病毒樣顆粒及包裝量子點(diǎn)的假病毒侵染細(xì)胞研究，開展病毒侵染過程的高分辨、多維的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)示蹤 。 5） 采用量子點(diǎn)標(biāo)記病毒囊膜、熒光染料或共軛聚合物標(biāo)記病毒核酸，研究病毒 胞內(nèi)體膜融合及病毒核酸釋放的過程 。 6） 觀察量子點(diǎn)標(biāo)記病毒在小鼠組織臟器間的動(dòng)態(tài)分布，以及抗原呈遞細(xì)胞對(duì)病毒的攝取、活化、和向淋巴結(jié)遷移的過程；考 察量子點(diǎn)標(biāo)記病毒誘導(dǎo)的特異性抗體水平、淋巴細(xì)胞增殖活化、和細(xì)胞因子水平。 1） 實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)系列標(biāo)記材料的性能調(diào)控，完善和完成穩(wěn)定、可靠量子點(diǎn)材料制備和修飾技術(shù)； 2） 實(shí)現(xiàn)流感病毒、桿狀病毒等侵染過程的高分辨、多維動(dòng)態(tài)示蹤；解析病毒侵染過程中早期行為的分子機(jī)理，揭示病毒膜融合核酸釋放的動(dòng)態(tài)過程； 3） 揭示量子點(diǎn)和量子點(diǎn)標(biāo)記病毒在體內(nèi)引發(fā)的宿主應(yīng)答； 4） 發(fā)表 SCI 論文 11 篇，申請(qǐng)專利 1 項(xiàng)。 研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 第 五 年 1） 完善和穩(wěn)定小粒徑、低毒 /無毒、近紅外發(fā)射等系列量子點(diǎn)的制備方法，進(jìn)一步提高系列量子點(diǎn)的性能； 2） 總結(jié)納米材料表面修飾和 性能調(diào)控的規(guī)律，探索相關(guān)機(jī)制； 3） 繼續(xù)開展系列包裝量子點(diǎn)的含有不同囊膜蛋白的假病毒對(duì)不同宿主細(xì)胞侵染性實(shí)驗(yàn)，開展病毒侵染過程的高分辨、多維的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)示蹤； 4） 完善病毒顆粒侵染宿主細(xì)胞的高分辨示蹤技術(shù)，利用近紅外量子點(diǎn)、近紅外熒光染料或生物發(fā)光標(biāo)記和光 磁多功能量子點(diǎn)標(biāo)記病毒，研究標(biāo)記病毒在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)及積聚行為； 5） 利用已建立的評(píng)價(jià)體系考察新合成量子點(diǎn)對(duì)病毒所引發(fā)的宿主應(yīng)答的影響； 6） 提交結(jié)題報(bào)告。 1） 獲得性能可控的小粒徑、低毒 /無毒、近紅外發(fā)射等系列新型量子點(diǎn)納米材料，解決材料性能控制、表面結(jié)構(gòu)控制、生物相 容性調(diào)控等難題； 2） 建立普適性的量子點(diǎn)與病毒的標(biāo)記技術(shù)和可控組裝方法及單個(gè)病毒顆粒侵染宿主細(xì)胞的高分辨示蹤技術(shù)；初步建立小動(dòng)物體內(nèi)病毒感染的動(dòng)態(tài)示蹤及多模成像方法； 3） 實(shí)現(xiàn)單個(gè)病毒的入侵行為的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)示蹤，包括病毒的跨膜、囊泡輸運(yùn)、脫殼等過程，揭示某些關(guān)鍵過程的行為機(jī)制； 4） 發(fā)表 SCI 論文 11 篇，申請(qǐng)專利 1 項(xiàng)。 一、研究?jī)?nèi)容 擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題： 1. 納米標(biāo)記材料在生物醫(yī)學(xué)中應(yīng)用的 “結(jié)構(gòu) 性能控制 ”（尤其是表面結(jié)構(gòu)、示蹤性能、穩(wěn)定性、生物相容性等控制） 2. 量子點(diǎn)標(biāo)記活病毒的策略及量子點(diǎn)與病毒可控組 裝機(jī)理 3. 病毒侵染過程中生物 /化學(xué)信息的高保真獲取及準(zhǔn)確解析 主要研究?jī)?nèi)容 1. 適用于活細(xì)胞與活體動(dòng)態(tài)示蹤的系列量子點(diǎn)標(biāo)記材料及合成新策略 針對(duì)活細(xì)胞與活體示蹤要求，采用化學(xué)合成、 “時(shí) 空耦合 ”調(diào)控的仿生合成和活細(xì)胞合成等策略，設(shè)計(jì)和可控合成生物相容性好的小粒徑、低毒 /無毒、近紅外、多功能等量子點(diǎn)系列熒光生物標(biāo)記材料，并實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)系列材料的性能調(diào)控。 2. 基于量子點(diǎn)的活病毒標(biāo)記策略及病毒組裝技術(shù) 針對(duì)囊膜病毒的磷脂層提出細(xì)胞膜磷脂 “自然嵌合 ”策略，發(fā)展普適性的量子點(diǎn)標(biāo)記囊膜病毒的方法；利用桿狀病毒展 示系統(tǒng)，建立病毒顆粒上特定蛋白的量子點(diǎn)定點(diǎn)標(biāo)記方法；基于病毒自組裝、活細(xì)胞內(nèi)量子點(diǎn)合成等技術(shù)，建立普適性的病毒與量子點(diǎn)可控組裝方法，并探討組裝機(jī)理。 3． 病毒侵染動(dòng)態(tài)過程及宿主應(yīng)答 利用上述研究獲得的量子點(diǎn)標(biāo)記病毒，以單顆粒高分辨實(shí)時(shí)示蹤技術(shù)高保真地研究病毒在細(xì)胞膜上的跨膜行為、囊泡輸運(yùn)和核酸釋放過程，詮釋病毒侵染的重要過程；研究宿主細(xì)胞對(duì)量子點(diǎn)標(biāo)記病毒的應(yīng)答行為和規(guī)律；并在小動(dòng)物體內(nèi)研究量子點(diǎn)標(biāo)記病毒在體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)行為和引發(fā)的宿主應(yīng)答。
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