在生命科学研究和细胞治疗领域, Jurkat T、K562、THP1、Raji、Kasumi-1 等肿瘤细胞因其特殊的生物学特性,一直是基因递送领域的技术难点。这些细胞不仅表面受体表达模式独特,还具有强大的核酸降解和外源物质排出能力,使得传统转染方法难以实现高效基因递送。
近期,西湖大学研发的全球首个基于内源蛋白凝聚体的转染试剂——ProteanFect,成功突破了这一技术瓶颈。下图展示了ProteanFect在多种难转肿瘤细胞中的高效转染效果:
图1. ProteanFect转染试剂盒在多种难转肿瘤细胞的转染结果
ProteanFect:生物凝聚体驱动的革命性转染技术
ProteanFect的核心技术源于对生物凝聚体这一无膜细胞器的独特应用。与传统有膜细胞器不同,生物凝聚体是通过液-液相分离(LLPS)形成的分子聚集体,在细胞内能够快速自组装,参与多种重要生物过。
图2. 有核细胞器与无核细胞器
基于凝聚体原理,西湖凝聚体联合西湖大学开发了 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,形成蛋白纳米颗粒。这种自组装而成的ProteanFect-核酸复合物能够:
1. 通过细胞的主动摄入高效进入细胞内;
2. 在胞内迅速释放核酸分子;
3. 实现高效基因表达;
4. 天然降解剩余蛋白。
图3. ProteanFect 核酸递送原理示意图
作为新一代非病毒、非电转、非脂质体的转染试剂,ProteanFect彻底改变了我们对难转染细胞的基因递送策略。
为什么ProteanFect 可以高效转染难转肿瘤细胞?
血液系统肿瘤细胞在基因递送领域被公认为难以转染的细胞类型,这主要源于以下多重生物学特性:
1.细胞膜特性差异:血液系统肿瘤细胞的膜组成与结构与其他易转染细胞有显著差异,膜流动性较低,影响外源核酸的进入;
2.活跃的核酸降解机制:这类细胞拥有高效的内源性核酸酶系统,可迅速降解进入细胞的外源核酸;
3.高效药物外排泵:表达多种 ABC 转运蛋白,能够将进入细胞的外源物质迅速泵出;
4.增殖特性与细胞周期:许多血液系统肿瘤细胞增殖迅速且细胞周期分布不均匀,影响转染效率;
5.天然免疫应答强烈:对外源核酸具有高度敏感性,容易触发细胞应激反应。近日,宾夕法尼亚大学的研究团队在 Nature Biotechnology 期刊发表了一项重要发现,深入揭示了 DNA 质粒转染对 RAW264.7 等细胞的潜在危害【1】,该研究表明,质粒 DNA 会被 RAW264.7 等细胞识别为“外来入侵者”,触发强烈的先天性免疫反应,导致细胞存活率显著下降,同时引起明显的干扰素反应,进一步影响细胞功能和转染效率。
图4. 质粒DNA(pDNA)转染比mRNA转染具有更强的细胞毒性和免疫原性
ProteanFect:突破难转肿瘤细胞转染瓶颈的创新解决方案
ProteanFect 的独特蛋白凝聚体技术正是针对上述挑战而设计:
特殊的凝聚体结构能够保护核酸免受降解;
通过细胞特异性内吞途径进入细胞,绕过常规屏障;
在胞内环境响应性释放核酸,提高转染效率;
降低对细胞膜的破坏,减少细胞毒性;
避免激活免疫应答,保持细胞功能完整性。
基于这些技术优势,我们强烈推荐使用ProteanFect 转染试剂盒,以实现更高效的基因表达。
ProteanFect™系列试剂盒
ProteanFect™ 系列产品已成功应用于多种原代细胞与难转肿瘤细胞的转染,包括:
表1. ProteanFect™ 转染试剂盒已验证可成功转染的原代细胞与难转细胞系
ProteanFect™ 系列转染试剂盒现已全面上市,满足各类难转肿瘤细胞的基因递送需求。
对于基础转染实验,我们推荐:ProteanFect™ Max 转染试剂盒(PT02):适用于各类难转染细胞的基础转染。
图5. ProteanFect™ Max 转染试剂盒(PT02)
对于需要实现基因敲降的应用,我们推荐:ProteanFect™ CRISPRMax 转染试剂盒(PT05),通过递送 Cas9 mRNA 和 sgRNA 的方式,高效实现基因编辑,同时最大限度降低对细胞的毒性影响。
以上所有 ProteanFect™ 系列产品均已完成标准化生产,随时可用于您的科研工作。作为由科研人员创建的科研试剂品牌,我们深刻理解实验中的痛点与挑战。我们的每一款产品都经过严格的实验室验证,确保能为您的研究提供可靠支持。
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参考文献:
1. Patel, M.N., Tiwari, S., Wang, Y. et al. Safer non-viral DNA delivery using lipid nanoparticles loaded with endogenous anti-inflammatory lipids. Nat Biotechnol (2025). https://doi.org/10.1038/s41587-025-02556-5
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