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西湖大学开发基因递送黑科技,让原代细胞转染像HEK293一样简单

生物世界  · 公众号  ·  · 2025-03-03 12:13

正文

近年来,在生物医学的探索研究中, 科学家们越来越多的倾向于使用 原代细胞 作为实验对象。 然而在各类原代细胞中,高效与便捷的实现基因递送面临多重挑战,极大限制了进一步的科学探索。

最近, 西湖大学 西湖凝聚体 研究团队成功研发了一种适合于原代细胞和难转细胞系的转染黑科技, 全球首个基于内源蛋白凝聚体的转染试剂——ProteanFect 。作为新一代 非病毒、非电转、非脂质体 的转染试剂,ProteanFect 能够高效转染多种原代细胞 (图1) ,为原代细胞的基因递送与基因编辑提供了全新的解决方案。通过 ProteanFect 改造的免疫细胞研究,已成功在 2024 年 ASH 国际血液学顶尖会议上进行了口头报告 (Oral presentation)
图1. ProteanFect高效转染多种原代细胞

那么,ProteanFect 为何能在原代细胞中实现如此高效的基因递送呢?接下来,我们将简要介绍 ProteanFect 背后的研发故事。

细胞是生命的基本构建块,时刻进行着复杂的生化反应。细胞内的生物活动主要依赖两类细胞器 (图2) 。经典细胞器 (例如内质网和线粒体) 属于有膜细胞器,其内部和外部通过细胞膜实现物理分离。然而,许多细胞区室是不受膜束缚的无膜细胞器,缺乏物理屏障来将内部成分与周围介质分开。这些无膜细胞器又被称为 生物凝聚体 (biomolecular condensates) ,由多种生物大分子 (例如蛋白质、RNA和脂质) 通过 液-液相分离 (LLPS) 形成。生物凝聚体能够在细胞内 快速自组装 ,参与多种重要生物过程 (例如核糖体形成、DNA损伤修复和信号转导) 。更有研究表明,早期的遗传信息分子 (例如RNA) 可能正是在这些生物凝聚体中诞生,为生命的起源提供了关键支持。

图2. 有膜细胞器与无膜细胞器

ProteanFect 正是在这一研究背景下研发而成, 充分发挥了生物凝聚体的天然生物学机制。ProteanFect蛋白分子能够在体外与核酸自组装成高度规律的球体结构 (图3)

图3. ProteanFect蛋白分子与mRNA可在体外自组装形成蛋白纳米颗粒


这种自组装而成的 ProteanFect-核酸复合物 能够通过细胞的主动摄入高效进入细胞内,迅速释放核酸分子,实现基因表达,同时天然降解其余蛋白 (图4)

图4. ProteanFect核酸递送原理示意图

在生物学中,高度规律意味着高效率。基于此原理, ProteanFect 能够高效且低毒性地

将多种核酸转染至多种原代细胞和难转细胞系 (表1)






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