发布日期： 2024-06-02 03:04:53 来源：开云手机app平台下载
基因和细胞疗法正在成为医治各种疾病（包含癌症、遗传性疾病、心血管疾病和缺血性卒中等）的有远景的医治战略。 因为根据CRISPR-Cas9基因修改的医治战略取得了成功，人们越来越需要以高通量、高效和生物相容性的办法将大质粒投递到细胞内。
原代T细胞和干细胞一般具有强壮的细胞内防御机制，会约束外源DNA或RNA进入细胞核。细胞质中的核酸酶还会降解或铲除细胞质中的质粒DNA（pDNA），导致转染功率低。因而，关于原代T细胞和干细胞等医治性细胞，传统的根据病毒载体、阳离子脂质或电穿孔的技能投递功率偏低，难以将大片段核酸转染至这些细胞中。
此外，T细胞和干细胞对外界影响灵敏，根据病毒的转染或许触发免疫应对，影响其活性和功用。电穿孔常常要特定的高电导率缓冲液和强电场，这或许会对基因和细胞形成不可逆的副效果（包含导致免疫功用下降的基因改动，严峻的细胞损害，乃至细胞逝世）。因而，很多的研讨会集在开发代替转染办法，以满意加快速度进行开展的细胞和基因医治范畴的需求。
该研讨提出了一种无微泡的声热转染新办法，使用对细胞的声和热效应，增强细胞膜和核膜的通透性，完成对原代T细胞和干细胞的安全、高效和高通量转染。可以将大的质粒以约90%的功率转染到细胞核，且坚持细胞生机。小鼠试验显现，用该办法转染CXCR4医治后的间充质干细胞（MSC）可有用靶向脑缺血部位，缩小小鼠脑梗死体积。
总的来说，这种声热转染办法处理了平衡转染功率和细胞生机的要害瓶颈，有望成为未来细胞和基因医治的有力东西。
跟着微/纳米技能的开展，近年来引入了根据纳米结构和微流体细胞揉捏的无载体转染技能，经过 对细胞施加机械力，暂时添加细胞膜和核膜的渗透性，使外源物质进入细胞质和细胞核。虽然根据纳米结构的办法（纳米针和纳米管）可以高功率地将很多货品输送到细胞核中，但这一些办法难以扩展规划。此外，微流控细胞揉捏办法是使用流体剪切或微缩短使细胞变形，可以将小颗粒高效投递到细胞中，但关于大颗粒质粒任然面对应战。根据纳米结构或微流控细胞揉捏的办法一般还存在阻塞问题，要从头规划器材结构以处理不一样的尺度的细胞。
除了上述技能外，高频声波已被证明经过超声诱导微泡或经过直接对细胞施加声压力完成物理转染的有用办法。虽然根据微泡的超声穿孔技能能可逆性地翻开细胞膜上的孔隙进行细胞内投递，但它们高度依赖于微泡的巨细、方位和浓度。此外，微泡的快速坍塌发生的冲击波或许会对细胞和基因形成不可逆的损害。因而，超声学界正在活跃寻觅不依赖微泡的超声转染机制。惋惜的是，以往的不依赖微泡的超声技能对原代细胞的转染功率较低（一般低于20%）。低功率和低转染后细胞生机约束了现有超声技能的临床使用，特别是在供体细胞数量有限的自体细胞医治使用中。
整体而言，超声转染办法和其他现有的物理转染技能没有一起完成以下对基因和细胞医治至关重要的特征，包含1）将基因投递到难转染细胞（例如原代T细胞和干细胞）的细胞核内完成快速和高效转染；2）一起投递多种类型的大质粒以表达多种基因产品；3）转染后细胞的体内功用的全面展现。
在这项研讨中，研讨相同的提出了一种 无微泡的声热转染 （bubble-free acoustothermal transfection） 技能，该技能使用外表声波（surface acoustic wave，SAW）引起的声和热效应联合效果，增强细胞膜和核被膜的瞬时通透性，完成对难以转染细胞的安全、高效、高通量转染。
该技能不只使用细胞上的声压力来穿孔细胞膜，并且使用声波的粘性阻尼引起的热脉冲，使核膜更简单穿孔。研讨团队发现，使用该技能，MCF-7细胞可以在5分钟内经过增强细胞膜和核被膜的通透性将大的功用性物质运送到细胞质和细胞核，细胞生机为89.7±0.8%。
此外，该技能是可扩展的，多个声热转染单元可以直接进行集成，以6×8个平行单位在1分钟内可转染近170万个细胞。该研讨证明了该转染办法可以有显着效果地地将质粒投递到难转染细胞的细胞核中，包含间充质干细胞（MSC）和原代T细胞。例如，转染CXCR4质粒后14小时后，荧光显像和流式细胞仪检测转染功率分别为89.0±0.9%和82.6%。转染脑源性神经养分因子（BDNF）质粒后，荧光显像和流式细胞仪检测转染功率分别为90.3±2.4%和86.7%。转染两种质粒24小时后，MSC的基因表达功率可达89.6±1.2%。T细胞在24小时内单个质粒的表达量到达85.0±0.6%。经过将转染后的MSC注射到缺血性卒中小鼠模型中，转染的细胞可以在体内完成医治功用。
总的来说，该研讨开发的新式声热转染技能具有高效、高通量和高生物相容性等特色，可以将大的质粒快速投递到难转染细胞中，处理了以往转染办法的要害约束，在生物医学研讨和临床使用（例如免疫医治和基因医治）中显现出巨大潜力。
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