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年終總結(jié)
能工巧匠，必善用其器。Lonza旗下的電穿孔核轉(zhuǎn)染技術(shù)(Nucleofection™)無疑是細胞轉(zhuǎn)染的利器。
電穿孔核轉(zhuǎn)染是一種升級版的轉(zhuǎn)染技術(shù)，它克服傳統(tǒng)電穿孔方法在轉(zhuǎn)染效率和細胞活力方面的限制。Nucleofector™通過優(yōu)化電場和脈沖條件，提高了難以轉(zhuǎn)染細胞的轉(zhuǎn)染效率，并在基因功能研究、蛋白質(zhì)表達以及基因編輯和細胞治療等多種應(yīng)用和各個領(lǐng)域中展現(xiàn)出良好的前景。
ONE
巧思妙用，解鎖科研新思路
1·基因編輯間充質(zhì)干細胞，為骨骼再生提供可能
2020年，哈薩克斯坦努爾蘇丹納扎爾巴耶夫大學阿斯塔納國家實驗室生命科學中心的Sholpan Askarova團隊在Regenerative Medicine上發(fā)表了題為"Mesenchymal stem cells modifications for enhanced bone targeting and bone regeneration"的綜述性文章，系統(tǒng)了闡述了包括電轉(zhuǎn)染(Electroporation)在內(nèi)的細胞編輯技術(shù)，對 “改造" 間充質(zhì)干細胞，提高其促進骨骼修復(fù)的能力，讓骨骼再生成為可能【1】。
2·核轉(zhuǎn)染人類造血干細胞，助力干細胞移植療法
造血干細胞(Hematopoietic Progenitor Cells: HPC)是多種疾病治療過程中自體和異體的細胞移植的供體，遺傳標記HPC并進行后續(xù)的命運追蹤是干細胞領(lǐng)域一項重要的研究方法。2006年，德國烏爾姆醫(yī)學部Jan Torzewski團隊在Future Medicine上發(fā)表了題為"Efficient transient genetic labeling of human CD34+ progenitor cells for in vivo application"的研究性文章【2】。該研究通過細胞核轉(zhuǎn)染(nucleofection)技術(shù)在不同譜系的造血干細胞中轉(zhuǎn)染了截短的低親和力神經(jīng)生長因子受體(ΔLNGFR)，篩選出Mutz2細胞可能作為人類髓系HPC的體外模型。該研究所描述的方法在Nucleofector™的助力下，已適應(yīng)于良好生產(chǎn)規(guī)范(GMP)標準，并已準備好用于體內(nèi)應(yīng)用。在此過程中，Nucleofector™重要作用不可忽視，它不僅提高了遺傳標記的效率，還確保了細胞的正常分化能力，為后續(xù)的研究和應(yīng)用提供了可靠的基礎(chǔ)。
3·瘤治療新思路，CRISPR編輯DNA甲基化修飾
2020年，伊朗加茲溫醫(yī)科大學聯(lián)合醫(yī)學院醫(yī)學檢驗科學系的Mehdi Azad團隊在Future Medicine上發(fā)表了題為"CRISPR-mediated modification of DNA methylation pattern in the new era of cancer Therapy"的綜述性文章【3】。該文章總結(jié)了DNA甲基化對腫瘤發(fā)生發(fā)展的影響，同時匯總了如何運用不同的CRISPR-Cas9系統(tǒng)來進行基因編輯，表觀修飾和染色體結(jié)構(gòu)的調(diào)控。那么，Nucleofector™結(jié)合不同的CRISPR轉(zhuǎn)染體系無疑是實現(xiàn)相關(guān)基因編輯，表觀修飾編輯，和染色體結(jié)構(gòu)調(diào)控的強大工具，是實現(xiàn)腫瘤基因治療的重要手段。
4·電轉(zhuǎn)CRISPR與Flow Cytometry有效結(jié)合，解鎖免疫細胞療法
與其他基因編輯技術(shù)相比，CRISPR/Cas9 是最為廣泛應(yīng)用的手段。Flow Cytometry則是長維度篩選鑒定基因編輯后免疫細胞，包括淋巴細胞，表面標記物、性質(zhì)、功能的重要方法。2022年，美國國家標準與技術(shù)研究院生物系統(tǒng)和生物材料部Lili Ma團隊在BioTechniQue上發(fā)表了題為"Evaluation protocol for CRISPR/Cas9-mediated CD19 knockout GM24385 cells by flow cytometry and Sanger sequencing"，的研究方法型論文【4】。該研究詳細的描述了如何利用4D-Nucleofector™ (AAF-1003B; Lonza, NJ, USA)和SF Cell Line Kit (V4XC-2032 or V4XC-2012; Lonza)成功轉(zhuǎn)染CRISPR/Cas9-gRNA到類成淋巴細胞系GM24385中；接著通過Flow Cytometry鑒定CD19 敲除后GM24385的細胞特性，為安全，高效的細胞基因編輯和免疫療法提供堅實的基礎(chǔ)。
TWO
不斷升級，不斷優(yōu)化的
Nucleofector™轉(zhuǎn)染體系
近期，Lonza團隊成功優(yōu)化了人源肝臟原代細胞(Primary Human Hepatocyte: PHH)的培養(yǎng)和轉(zhuǎn)染條件，實現(xiàn)了高效、低毒性的PHH轉(zhuǎn)染，轉(zhuǎn)染后的PHH能良好的維持細胞特性、功能。人源肝原代細胞維持部分肝細胞功能，用于模擬肝臟響應(yīng)藥物處理和藥毒性檢測的重要細胞模型，但PHH難轉(zhuǎn)染，細胞敏感易退化的特性嚴重限制了其在科研和藥物篩選領(lǐng)域的應(yīng)用。而Lonza團隊優(yōu)化了的培養(yǎng)和優(yōu)化條件則突破了這些障礙，再高效轉(zhuǎn)染后的第7天，PHH仍然維持著良好的細胞特性。這些無疑為更好的在科研和藥物篩選過程中使用PHH提供了強大的技術(shù)支撐。
▲ Efficient Transfection and Sustained Long Term Functionality of Primary Human Hepatocytes
此外，Lonza團隊用全新升級的4D-Nucleofector™系統(tǒng)成功構(gòu)建了可誘導型的Cas9 T細胞，為基礎(chǔ)研究提供了強大的篩選平臺，更為CAR-T細胞療法提供的堅實的基礎(chǔ)。實驗數(shù)據(jù)直觀顯示，無論是敲除(Knock-out)還是過表達(Knock-in)，有了Nucleofector™轉(zhuǎn)染技術(shù)的加持，都實現(xiàn)了高效、穩(wěn)定的基因編輯。
▲ Inducible Cas9 T Cells: An Innovative Platform for Allogenic CAR-T Cell Generation
THREE
專家視角
Theodore Roth
Resident, Stanford Pathology;
Co-Founder, Arsenal
Biosciences
(CA, USA)
斯坦福大學生理學醫(yī)師，Arsenal Biosciences 的聯(lián)合創(chuàng)始人Theodore Roth (MD, Ph. D)，是電穿孔核轉(zhuǎn)染領(lǐng)域的資深專家。Theo在加州大學舊金山分校修MD-Ph. D學位時，便成功借助了電穿孔核轉(zhuǎn)染技術(shù)結(jié)合混合敲入技術(shù)，在人原代免疫細胞中進行大規(guī)模的基因編輯。Theo指出他們利用了96-well Nucleofector™轉(zhuǎn)染系統(tǒng)，進行了混合基因編輯和單個基因中高通量的編輯的多個實驗，回答了其課題中所提出的多個科學問題。正是這種電核轉(zhuǎn)染中高通量技術(shù)的出現(xiàn)和使用，讓藥物靶點篩選更為便捷，更為高效。
今年9月，Lonza的電穿孔核轉(zhuǎn)染技術(shù)更是助力Arsenal Bioscience實現(xiàn)了實體瘤CAR-T細胞療法的設(shè)計，助力其贏得了今年細胞療法領(lǐng)域大的私募融資。Arsenal Biosciences的核心技術(shù)是非病毒載體的基因編輯CITE技術(shù)(CRISPR Integration of Transgenes by Electroporation)，即利用 Lonza的電穿孔核轉(zhuǎn)染手段實現(xiàn)T細胞的轉(zhuǎn)基因CRISPR整合技術(shù)，使T細胞有選擇的靶向腫瘤，從而使得患者的免疫系統(tǒng)在不破壞正常組織的情況下摧毀腫瘤細胞。
▲ Arsenal Bioscience CITE programming via Nucleofector
無論是領(lǐng)域內(nèi)的專家視角，還是Nucleofector™在各種細胞類型、各種遞送物質(zhì)、各種科研方向的實際應(yīng)用，以及對CAR-T細胞基因編輯等臨床治療方面的技術(shù)支撐都切實的呈現(xiàn)了Lonza Nucleofector™平臺的強大實力和對科研領(lǐng)域、藥物篩選、細胞療法的助力。
與此同時，Lonza的專家團隊和全體工作人員，不斷探索、優(yōu)化、升級，更是為廣大科研工作者和藥物開發(fā)者提供了越來越完善、完備的方案和體系，讓大家真正的實現(xiàn)了轉(zhuǎn)染的高效無憂。
