細胞轉染助力解析免疫信號通路和細胞功能機制

免疫細胞是機體免疫系統(tǒng)的核心成員，包括T細胞、B細胞、NK細胞、樹突狀細胞、巨噬細胞等。它們在識別病原體、清除腫瘤細胞、調節(jié)免疫應答等過程中發(fā)揮關鍵作用。近年來，隨著細胞治療和基因編輯技術的發(fā)展，對免疫細胞進行定向改造已成為基礎研究與臨床轉化的重要方向。

為了實現(xiàn)對免疫細胞功能的精準調控，研究人員常需將外源物質（如DNA、mRNA、siRNA或CRISPR-Cas9等）導入細胞內，這一過程稱為轉染。通過轉染，可以過表達目標蛋白（如嵌合抗原受體CAR）、敲低或敲除特定基因、引入報告系統(tǒng)，或遞送抗原編碼序列以激活免疫應答。這些操作不僅有助于解析免疫信號通路和細胞功能機制，更是CAR-T療法、mRNA疫苗、基因編輯免疫細胞等前沿技術得以實現(xiàn)的前提。

免疫細胞轉染實驗的部分應用場景

A. 免疫治療   B. 免疫調控

實現(xiàn)細胞轉染方式繁多，依據(jù)原理可大致分為化學法、物理法及生物法�；瘜W法以脂質體法為代表，通過利用人工合成的陽離子脂質體與帶負電荷的核酸自組裝形成復合物，通過細胞內吞作用將外源核酸遞送入細胞。物理法以電穿孔法和顯微注射法為代表，通過電脈沖或壓力使細胞膜穿孔，從而將外源核酸或蛋白質遞送入細胞。生物法則以病毒介導法為主，通過利用改造后的病毒（如慢病毒、逆轉錄病毒）為載體，將外源基因導入細胞。

細胞轉染的方式

然而，免疫細胞，因其細胞膜結構致密、分裂緩慢且對外界刺激敏感，往往對化學法轉染響應極差。常用的化學轉染試劑（如脂質體）在這些細胞中效率低下，且易引發(fā)細胞毒性或非特異性活化，嚴重影響后續(xù)功能評估。病毒載體雖能實現(xiàn)較高轉導效率，但存在構建復雜、周期長、成本高及潛在生物安全風險等問題。而顯微注射法主要用于大尺度細胞（如胚胎）。電穿孔則利用短暫高壓電脈沖在細胞膜上形成可逆微孔以促進核酸進入，因其高效、快速、無需病毒載體且適用于多種核酸，逐漸成為免疫細胞轉染的首選策略。
 

免疫細胞電轉染案例
①利用PB轉座子系統(tǒng)構建GPC3CAR重組質粒，隨后利用電穿孔方式將質粒遞送入T細胞，從而成功構建特異性CAR-T細胞（GPC3CAR-T），并在體外和體內驗證其抗腫瘤活性，為肝細胞癌的臨床治療提供新策略[1]。

GPC3CAR-T細胞的抗腫瘤活性

②利用電穿孔將NKG7-mRNA轉染T細胞，發(fā)現(xiàn)會提升非響應者分離的人類T細胞的腫瘤-細胞殺傷能力，并增強其體外抗PD-1或抗PD-L1治療的反應。該療法還在體內提升了小鼠腫瘤抗原特異性CD8 T細胞的抗腫瘤活性。研究證明轉錄因子ETS1在調控NKG7表達中起到了作用。研究確認NKG7是CD8 T細胞細胞毒性功能的必要組成部分，并確立了NKG7作為增強癌癥免疫治療的T細胞內在治療靶點[2]。

NKG7表達減少會導致CD8 T細胞對腫瘤細胞的殺傷減少

Extransfection™細胞電轉染系統(tǒng)及轉染案例
ExTransfection第三代毛細管型電轉儀區(qū)別于傳統(tǒng)的電轉設備的電擊杯耗材，以獨特的毛細管型電擊槍頭設計，確保毛細管的絕緣，并減少電極表面積，同時增大電極間距大，從而形成穩(wěn)定電場。該設計可以最大限度地減少氣泡的形成和電解。因此，在高度敏感型的免疫細胞電轉中，能顯著提高效率且降低細胞損傷。

ExTransfection的Gold-Tip設計及與傳統(tǒng)電擊杯的區(qū)別

ExTransfection除高效高活率特點外，還兼具適用性廣、安全風險低、可優(yōu)化度高、可重復性強等優(yōu)勢特點。例如，廣泛適用于哺乳動物細胞類型，可遞送DNA、RNA及RNP復合物；非病毒轉染可降低免疫原性及插入突變風險；無縫兼容10μL及100μL兩種體系；內置300+細胞轉染參數(shù)及24孔板優(yōu)化方案等等。

轉染免疫相關細胞案例，均以0.5μg EGFP-plasmid轉染細胞，24h后檢測熒光表達情況，結果顯示ExTransfection轉染免疫細胞能兼具轉染效率與細胞活率。

此外，奎克泰生物推出免疫細胞實驗的綜合解決方案，以細胞復蘇儀、自動細胞計數(shù)儀、電轉儀以及活細胞成像儀產品為依托，從免疫細胞復蘇到動態(tài)變化監(jiān)測每一步實現(xiàn)精準記錄和量化分析。

Reference

[1] Wang P, Qin W, Liu T, Jiang D, Cui L, Liu X, Fang Y, Tang X, Jin H, Qian Q. PiggyBac-engineered T cells expressing a glypican-3-specific chimeric antigen receptor show potent activities against hepatocellular carcinoma. Immunobiology. 2020 Jan;225(1):151850. doi: 10.1016/j.imbio.2019.09.009. 

[2] Wen T, Barham W, Li Y, Zhang H, Gicobi JK, Hirdler JB, Liu X, Ham H, Peterson Martinez KE, Lucien F, Lavoie RR, Li H, Correia C, Monie DD, An Z, Harrington SM, Wu X, Guo R, Dronca RS, Mansfield AS, Yan Y, Markovic SN, Park SS, Sun J, Qin H, Liu MC, Vasmatzis G, Billadeau DD, Dong H. NKG7 Is a T-cell-Intrinsic Therapeutic Target for Improving Antitumor Cytotoxicity and Cancer Immunotherapy. Cancer Immunol Res. 2022 Feb;10(2):162-181. doi: 10.1158/2326-6066.CIR-21-0539.