免疫荧光辅助病毒学研究如何？

2020年初，SARS-CoV-2病毒爆发后，病毒学这一领域突然进入公众意识。SARS-CoV-2是一种导致人类出现新型呼吸道疾病的病毒。这种被称为COVID-19的疾病引发了全球大流行。结果，为治疗这一疾病和限制其传播作出了巨大努力。

了解这些传染因子的行为对我们治疗病毒性疾病和防止进一步爆发的能力是至关重要的。病毒学试图了解病毒的各个方面，包括它们的结构、进化、进入宿主细胞、繁殖、它们引起的疾病、生物体如何应对感染以及它们在个体之间的传播。

设计和实施有效治疗和预防措施的关键方面之一是能够可视化病毒组分及其对宿主细胞的影响。对于这种可视化，免疫荧光显微镜是一种有价值的方法。

免疫荧光[1,2]是一种利用抗体与抗原结合的特异性来可视化生物系统的结构和动态的方法。抗体是针对特定的蛋白质产生的，可以直接用荧光标记物标记，也可以与荧光标记的二抗一起使用，以识别和研究感兴趣的蛋白质的存在。

这种广泛使用和多功能的技术使科学家可以在各种背景下可视化蛋白质，细胞组分和细胞过程。例如，它可以用于研究细胞器的结构，组织中的蛋白质的分布，以及染色样品中的特定生物标志物。如何在病毒学研究中使用免疫荧光？

病毒是纳米镜剂的尺寸最小为0.4μm;需要电子显微镜以可视化其纳米结构。然而，标准和超分辨率显微镜技术是稳健和可访问的工具，可以用于了解较大的尺度结构和病毒功能。

免疫荧光与多种成像方法兼容，包括标准广角成像、共聚焦显微镜、终身成像和超分辨率显微镜[3-5]．选择哪一个在很大程度上取决于具体的应用。

诊断

使用宽场显微镜的标准免疫荧光染色长期以来已经用于诊断病毒感染，例如来自患者的鼻咽拭子的流感感染。针对病毒特异性蛋白质的抗体用于染色感兴趣的组织，并且临床医生可以快速确定样品中是否存在病毒。该程序缺乏更先进的分子方法的灵敏度;但是，它很快，简单，临床上有价值(6、7)．

感染的机制

病毒的一个至关重要的特征是它们必须进入宿主细胞以繁殖和引起疾病。一旦它们连接到宿主细胞，它们就会释放其内部的遗传物质。遗传物质被细胞识别并表达。然后将编码组分存在于多个副本中，然后可以组装成新的病毒颗粒。这些新粒子被细胞释放，可以继续感染新主机。因此，病毒劫持了宿主细胞机械以促进其致病作用。

能够理解这一复杂且高度多变的过程对于理解病毒的感染机制至关重要，特别是像SARS-Cov-2这样的较新病毒。例如，免疫荧光分析法已被用于研究SARS-Cov-2与细胞表面受体的结合动力学［8]研究它的细胞内动态，包括病毒粒子如何在细胞内聚集［9］．

对细胞功能的影响

在发现病毒的存在和揭示病毒入侵的动态的同时，了解感染的发病机制也是至关重要的。免疫荧光是这些研究的宝贵资产，因为能够可视化细胞反应是了解病毒疾病的关键。这样的研究途径可能包括细胞对病毒感染应激反应的动力学［１０］，病毒如何影响细胞和组织修复［11］．例如，一项研究表明，狂犬病病毒感染细胞的感染可以促进细胞质应激颗粒的形成，薄膜的动态结构由mRNA和蛋白质聚集体组成，响应于细胞应激迅速形成［１０］．研究人员使用a记录了免疫彩光染色细胞的图像徕卡共焦显微镜。另一项研究显示，被流感病毒(IV)感染的上皮干细胞/祖细胞的修复严重依赖于成纤维细胞生长因子受体2b (Fgfr2b)信号［11］．免疫荧光染色细胞的一些图像莱卡正直显微镜（参见图1）。

治疗

最后，为了设计和提供安全有效的治疗方法和预防性疫苗，我们必须观察宿主细胞及其与病毒的相互作用如何受到治疗的影响。免疫荧光可以用来检测细胞内抗病毒药物的定位和行为［12］，抗体混合物的结合特性[13]，以及治疗对细胞内病毒颗粒存在和定位的影响。

虽然分子研究是病毒学领域的一个必不可少的工具，但显微镜为研究和临床应用提供必不可少的见解，帮助完成显示功能和结构之间关系的图片。免疫荧光测定通常是快速和直接的程序，使研究人员能够可视化病毒感染的效果和动态。在目前的全球气候发生后，Covid-19大流行后，这种方法代表了预防和治疗这些病原体的关键工具。