西湖大學(xué)創(chuàng)新破局基于天然生物學(xué)機制,實現(xiàn)高效基因遞送
小鼠原代免疫細胞的基因轉(zhuǎn)染長久以來都是一道難題。轉(zhuǎn)染效率低、細胞死亡率高等問題始終困擾著科研人員。現(xiàn)有的基因遞送方法,包括慢病毒、腺病毒、電轉(zhuǎn)以及脂質(zhì)體等,都無法實現(xiàn)在這些原代免疫細胞中高效且安全的基因遞送,極大地制約了相關(guān)研究的進一步深入。
最近,西湖大學(xué)與西湖凝聚體研究團隊成功研發(fā)了全球首個基于內(nèi)源蛋白凝聚體的轉(zhuǎn)染試劑——ProteanFect,為這一難題帶來了新的解決方案【圖6】。作為新一代非病毒、非電轉(zhuǎn)、非脂質(zhì)體的轉(zhuǎn)染試劑,ProteanFect 基于天然生物學(xué)機制,在多種原代細胞中實現(xiàn)了高效的基因遞送。
最近一批使用者紛紛反饋ProteanFect在小鼠原代免疫細胞上轉(zhuǎn)染的高效率。我們在這里也給大家分享他們的心得體會與喜悅:
一)清華大學(xué)免疫所、中山大學(xué)腫瘤防治中心:顛覆對原代T細胞轉(zhuǎn)染的認知
清華大學(xué)免疫所與中山大學(xué)腫瘤防治中心的科研人員在使用ProteanFect Max后,分別成功將GFP mRNA或多個目的基因片段轉(zhuǎn)染至小鼠 T 細胞。他們表示:這個真的顛覆了我們之前對T細胞轉(zhuǎn)染的認知,非常棒的試劑!
圖1:清華大學(xué)免疫所的研究者使用ProteanFect Max在小鼠原代T細胞中實現(xiàn)令人驚艷的轉(zhuǎn)染效果
圖2:ProteanFect在小鼠原代T細胞中轉(zhuǎn)染多個目的基因結(jié)果反饋
二)澳門大學(xué):突破原代NK細胞轉(zhuǎn)染的多年瓶頸
自然殺傷(NK)細胞是天然免疫系統(tǒng)重要部分,其生物學(xué)特性使傳統(tǒng)轉(zhuǎn)染法難起效。澳門大學(xué)用戶曾長期在小鼠原代NK細胞轉(zhuǎn)染方面有科研瓶頸。使用ProteanFect Max后成功轉(zhuǎn)染小鼠NK細胞,她激動反饋:“我轉(zhuǎn)不上小鼠 NK 很久了,這次終于成功了,轉(zhuǎn)染后的光很明顯,我非常高興,這是我多年來第一次在轉(zhuǎn)染 NK 細胞上取得這樣的成果!”ProteanFect轉(zhuǎn)染試劑盒基于獨特原理,有效克服了小鼠原代NK細胞轉(zhuǎn)染難題。
圖3:ProteanFect在小鼠原代NK細胞中轉(zhuǎn)染EGFP mRNA結(jié)果反饋
三)暨南大學(xué):γδT細胞轉(zhuǎn)染的驚喜成效
暨南大學(xué)的研究者在對γδT細胞轉(zhuǎn)染EGFP mRNA實驗中,證實了ProteanFect的高效核酸遞送性能。需要注意的是,γδT細胞屬于高度難轉(zhuǎn)染的原代細胞,對此研究者表示:“慢病毒、腺病毒我們都嘗試過了,之前根本無法實現(xiàn)轉(zhuǎn)染。” 然而,使用ProteanFect試劑盒轉(zhuǎn)染后的γδT細胞卻呈現(xiàn)出了較高的轉(zhuǎn)染效率。
圖4:使用ProteanFect Max在小鼠原代γδT細胞中實現(xiàn)高效轉(zhuǎn)染
什么是ProteanFect?
ProteanFect系列轉(zhuǎn)染試劑盒的成功研發(fā),源于對細胞內(nèi)生物凝聚體(biomolecular condensates)的深刻認知。生物凝聚體作為細胞內(nèi)的一種特殊無膜細胞器,由蛋白質(zhì)、RNA和脂質(zhì)等多種生物大分子通過液-液相分離(liquid-liquid phase separation)而形成(圖5)。它在細胞中能夠快速自組裝,并參與多種重要的生物過程。有研究指出,早期的遺傳信息分子如RNA很可能在這些生物凝聚體中誕生,為生命的起源提供了關(guān)鍵支持。
圖5:有膜細胞器與無膜細胞器
生物凝聚體的形成與一類哺乳動物內(nèi)源蛋白密切相關(guān),這類蛋白具備和核酸高效自組裝的特性?;谶@樣的研發(fā)背景,科研人員對一種哺乳動物內(nèi)源蛋白進行了工程化改造,進而得到了ProteanFect。ProteanFect蛋白分子與核酸高效形成高度規(guī)律的球體結(jié)構(gòu)復(fù)合物。該復(fù)合物可高效進入小鼠原代免疫細胞,快速釋放核酸分子以實現(xiàn)基因表達。在完成基因遞送使命后,復(fù)合物會天然降解其余蛋白成分,從而極大地降低對細胞的毒性。
圖6:ProteanFect核酸遞送原理示意圖
結(jié)語
ProteanFect轉(zhuǎn)染試劑盒在小鼠原代T、NK以及γδT細胞轉(zhuǎn)染方面所呈現(xiàn)出的出色表現(xiàn),不過是其優(yōu)異性能展示的開端而已。于實際應(yīng)用場景下,該試劑盒于其他諸多類型的原代細胞以及那些向來被視作難轉(zhuǎn)染的細胞系開展的轉(zhuǎn)染實驗里,同樣彰顯出了極為卓越的性能。其中涵蓋了多種腫瘤細胞、造血干細胞等等不同種類的細胞。由此可見,ProteanFect轉(zhuǎn)染試劑盒無疑具備著極為廣泛的應(yīng)用前景。
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