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年終總結

能工巧匠，必善用其器。Lonza旗下的電穿孔核轉染技術(Nucleofection™)無疑是細胞轉染的利器。

電穿孔核轉染是一種升級版的轉染技術，它克服傳統電穿孔方法在轉染效率和細胞活力方面的限制。Nucleofector™通過優化電場和脈沖條件，提高了難以轉染細胞的轉染效率，并在基因功能研究、蛋白質表達以及基因編輯和細胞治療等多種應用和各個領域中展現出良好的前景。

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上發表了題為"Mesenchymal stem cells modifications for enhanced bone targeting and bone regeneration"的綜述性文章，系統了闡述了包括電轉染(Electroporation)在內的細胞編輯技術，對 “改造" 間充質干細胞，提高其促進骨骼修復的能力，讓骨骼再生成為可能【1】。

2·核轉染人類造血干細胞，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并進行后續的命運追蹤是干細胞領域一項重要的研究方法。2006年，德國烏爾姆醫學部Jan Torzewski團隊在Future Medicine上發表了題為"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染(nucleofection)技術在不同譜系的造血干細胞中轉染了截短的低親和力神經生長因子受體(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，已適應于良好生產規范(GMP)標準，并已準備好用于體內應用。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，為后續的研究和應用提供了可靠的基礎。

3·瘤治療新思路，CRISPR編輯DNA甲基化修飾

2020年，伊朗加茲溫醫科大學聯合醫學院醫學檢驗科學系的Mehdi Azad團隊在Future Medicine上發表了題為"CRISPR-mediated modification of DNA methylation pattern in the new era of cancer Therapy"的綜述性文章【3】。該文章總結了DNA甲基化對腫瘤發生發展的影響，同時匯總了如何運用不同的CRISPR-Cas9系統來進行基因編輯，表觀修飾和染色體結構的調控。那么，Nucleofector™結合不同的CRISPR轉染體系無疑是實現相關基因編輯，表觀修飾編輯，和染色體結構調控的強大工具，是實現腫瘤基因治療的重要手段。

4·電轉CRISPR與Flow Cytometry有效結合，解鎖免疫細胞療法

與其他基因編輯技術相比，CRISPR/Cas9 是最為廣泛應用的手段。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、功能的重要方法。2022年，美國國家標準與技術研究院生物系統和生物材料部Lili Ma團隊在BioTechniQue上發表了題為"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。

TWO

不斷升級，不斷優化的

Nucleofector™轉染體系

近期，Lonza團隊成功優化了人源肝臟原代細胞(Primary Human Hepatocyte: PHH)的培養和轉染條件，實現了高效、低毒性的PHH轉染，轉染后的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，用于模擬肝臟響應藥物處理和藥毒性檢測的重要細胞模型，但PHH難轉染，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域的應用。而Lonza團隊優化了的培養和優化條件則突破了這些障礙，再高效轉染后的第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™系統成功構建了可誘導型的Cas9 T細胞，為基礎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。實驗數據直觀顯示，無論是敲除(Knock-out)還是過表達(Knock-in)，有了Nucleofector™轉染技術的加持，都實現了高效、穩定的基因編輯。

▲ 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師，Arsenal Biosciences 的聯合創始人Theodore Roth (MD, Ph. D)，是電穿孔核轉染領域的資深專家。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染技術結合混合敲入技術，在人原代免疫細胞中進行大規模的基因編輯。Theo指出他們利用了96-well Nucleofector™轉染系統，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。正是這種電核轉染中高通量技術的出現和使用，讓藥物靶點篩選更為便捷，更為高效。

今年9月，Lonza的電穿孔核轉染技術更是助力Arsenal Bioscience實現了實體瘤CAR-T細胞療法的設計，助力其贏得了今年細胞療法領域大的私募融資。Arsenal Biosciences的核心技術是非病毒載體的基因編輯CITE技術(CRISPR Integration of Transgenes by Electroporation)，即利用 Lonza的電穿孔核轉染手段實現T細胞的轉基因CRISPR整合技術，使T細胞有選擇的靶向腫瘤，從而使得患者的免疫系統在不破壞正常組織的情況下摧毀腫瘤細胞。

▲ Arsenal Bioscience CITE programming via Nucleofector

無論是領域內的專家視角，還是Nucleofector™在各種細胞類型、各種遞送物質、各種科研方向的實際應用，以及對CAR-T細胞基因編輯等臨床治療方面的技術支撐都切實的呈現了Lonza Nucleofector™平臺的強大實力和對科研領域、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、優化、升級，更是為廣大科研工作者和藥物開發者提供了越來越完善、完備的方案和體系，讓大家真正的實現了轉染的高效無憂。