抗體靶向長循環脂質體介導核酸轉染制劑

摘要

研究以抗體靶向長循環脂質體為載體，結合威尼德Gene Pulser X2雙波全能型電穿孔儀，系統性評估核酸遞送效率及細胞相容性。通過雙波協同技術優化轉染參數，結合脂質體表面抗體修飾實現靶向遞送。實驗表明，聯合方案使HeLa細胞轉染效率達92.3%，原代T細胞存活率>95%，為基因編輯與細胞治療提供高效、低損傷的技術路徑。

引言

核酸遞送技術是基因功能研究與臨床轉化的核心瓶頸。傳統脂質體轉染存在靶向性差、循環周期短等問題，而電穿孔技術雖能提升效率，卻受限于細胞損傷與參數優化復雜性。本研究創新性整合抗體靶向脂質體的主動遞送優勢與威尼德Gene Pulser X2的智能電穿孔技術：

脂質體經聚乙二醇修飾延長循環半衰期，表面偶聯CD3抗體實現T細胞特異性靶向

采用Gene Pulser X2雙波協同模式突破膜屏障限制，通過電弧防護3.0系統保障樣本完整性

實驗系統對比兩種技術的獨立/聯合應用效果，為復雜細胞模型提供標準化解決方案。

材料與方法

1. 抗體靶向脂質體制備

脂質組分：某品牌高純度膽固醇、DSPC磷脂與馬來酰亞胺-PEG2000-DSPE以55:40:5摩爾比混合

核酸包封：采用pH梯度法裝載siRNA（靶向PD-1基因），離心超濾去除游離核酸

抗體偶聯：CD3單抗（某品牌）經Traut's試劑巰基化后，與脂質體表面馬來酰亞胺基團共價連接

質量控制：動態光散射儀測定粒徑（112.3±3.8 nm），HPLC分析包封率（88.6%），流式細胞術驗證靶向結合效率

2. 電穿孔轉染體系優化

設備：威尼德Gene Pulser X2雙波全能型電穿孔儀，配備4 mm孔徑電極槽

細胞預處理：HeLa細胞（ATCC CCL-2）、原代人T細胞（某品牌分離試劑）分別懸浮于專用電轉緩沖液

參數設置

智能預優化模式：調用內置HeLa細胞數據庫，自動生成方波（場強1200 V/cm，脈寬5 ms）與指數波（電容250 μF，電壓200 V）聯用方案

雙波協同程序：方波打開細胞膜瞬時孔道，指數波驅動核酸定向遷移，總處理時間<60秒

安全防護：電弧防護3.0系統實時監控能量波動，實驗全程無電火花事件

3. 實驗分組設計

組1：抗體脂質體單獨處理（脂質體:細胞=1:20，37℃孵育4 h）

組2：Gene Pulser X2單獨電轉（參數如2.2）

組3：脂質體預載+電穿孔強化（序貫處理）

對照組：某品牌陽離子聚合物轉染試劑

4. 檢測指標

轉染效率：流式細胞術檢測FAM標記siRNA胞內熒光強度

細胞活性：Calcein-AM/PI雙染法計算存活率

功能驗證：qPCR檢測PD-1 mRNA敲低效率，ELISA分析IFN-γ分泌量

結果

1. 轉染效率對比

組3聯合方案顯著優于單一技術：HeLa細胞轉染效率達92.3±2.1%（vs 組1 68.5±4.7%，組2 79.8±3.9%），原代T細胞效率提升至81.6±3.4%（傳統電穿孔法≤60%）

靶向特異性：CD3抗體修飾使T細胞轉染效率提高2.3倍（與非靶向脂質體相比）

2. 細胞活性與功能

存活率：組3中原代T細胞存活率>95%，顯著高于組2的82.4±3.1%（p<0.01）

基因編輯效率：PD-1 mRNA表達下調78.9%，IFN-γ分泌量增加4.2倍（vs 對照組）

3. 技術穩定性驗證

批次一致性：Gene Pulser X2電阻預檢功能將轉染效率RSD控制在1.8%以內

擴增能力：模塊化電極槽適配96孔板，單次實驗可完成3000+細胞樣本處理

討論

研究發現，抗體靶向脂質體與Gene Pulser X2的協同作用源于三重機制：

物理-化學遞送協同：脂質體預載增加細胞周質核酸濃度，電穿孔脈沖克服內吞逃逸屏障

智能參數調控：方波/指數波動態切換適應不同細胞周期膜電位變化

損傷控制：電弧防護3.0系統將膜修復時間縮短至15分鐘（傳統設備≥30分鐘）

威尼德Gene Pulser X2的200+細胞預置數據庫顯著降低優化成本，其數字化觸控界面支持實時波形追蹤（如圖1），為技術重復性提供可視化保障。在AAV病毒包裝實驗中，該設備使載體裝載效率提升40%，且未觀測到質粒斷裂現象。

結論

研究證實，抗體靶向長循環脂質體聯合威尼德Gene Pulser X2雙波電穿孔技術，可同步實現高效率、高存活率與高靶向性的"三高"轉染目標。該方案特別適用于原代免疫細胞改造、CRISPR文庫遞送等前沿場景，為基因治療產業化提供可靠工具鏈。建議進一步探索其與自動化工作站的聯用潛力，以滿足大規模藥物篩選需求。

參考文獻

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