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根据研究病毒感染个体细胞和抗病毒干预后果的新研究，一种抑制病毒复制机制的抗病毒药物选择性地靶向最具攻击性的病毒。通过研究细胞群的典型方法，无法看到对感染动态和抗病毒药物机制的新见解。宾夕法尼亚大学，杜克大学和德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员开发了一种高通量系统，用于研究大量单个感染细胞，从而促进了新的洞察力。描述研究结果的论文发表在Cell Reports杂志上。
“传统上，病毒和抗病毒药物是通过用一群病毒感染一群细胞来研究的，”宾夕法尼亚州立大学生物化学和分子生物学Eberly家庭教授，该论文的作者Craig Cameron说。“细胞和病毒都有所不同，所以我们得到的结果是人口的平均值。当只对药物的功效感兴趣时，平均值很好，但对单细胞水平的研究可以告诉你是否特定的成员人口更容易接受治疗，而且在病毒生命周期中，治疗就会起作用。“
为了研究病毒感染对个体细胞的动态，研究人员使用了脊髓灰质炎病毒的修饰版，产生了一种绿色荧光蛋白。当病毒在细胞中复制时，会产生越来越多的绿色荧光蛋白，研究人员可以对其进行监测。为了研究足够的单个细胞以获得可靠的，统计学上显着的结果，研究人员构建了一种微流体装置，允许它们同时监测多达6,400个细胞。
“我们用2'-C-甲基腺苷处理被脊髓灰质炎病毒感染的细胞，2'-C-甲基腺苷是一种病毒聚合酶抑制剂，可阻止病毒复制其基因组 - 这是病毒产生更多病毒的必要步骤，”副研究员Jamie J. Arnold说。在宾夕法尼亚州立大学和该论文的另一位作者。“这种药物为sofosbuvir的开发铺平了道路，sofosbuvir是一种抗病毒药物，是用于治疗丙型肝炎的药物混合物的一部分。正如之前的研究预期的那样，该药物消除了约50%的感染，但我们我们惊讶地发现这种药对于病毒增长速度最快是最有效的，如果我们不是单独研究细胞的话，我们可能从未见过这种病毒。
研究人员还跟踪了个体细胞中病毒感染的时间进程和动态。他们研究了病毒开始复制的时间，复制速度和病毒生长的最高水平。通过单独研究细胞，研究人员能够证明这些因素中的哪些可能受到细胞之间轻微变异的影响，并且可能受到病毒变异的影响。
“感染动力学的某些方面似乎更多地受到个体细胞之间存在的变异的控制，但其他方面是由于病毒群体内的遗传变异，”卡梅伦说。“通过我们的新工具，我们可以开始确定不同细胞之间或负责不同结果的病毒之间的特定因素。了解这些机制将使我们能够更加智能地设计新的抗病毒药物。”
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