進行免疫細胞電轉(zhuǎn)實驗時,不少研究人員都遇到過類似的問題:
某套電轉(zhuǎn)條件用于T細胞時,轉(zhuǎn)染效率和細胞狀態(tài)都比較理想;但換成NK細胞以后,相同或者相近的條件卻可能出現(xiàn)不同的結(jié)果。
事實上,這是一種非常正常的現(xiàn)象。
因為所謂的“免疫細胞"并不是一種細胞,而是由多種具有不同生物學特點的細胞組成。
因此,理解免疫細胞電轉(zhuǎn)的第一步,就是不能把不同免疫細胞簡單看成相同的轉(zhuǎn)染對象。
T細胞和NK細胞雖然都屬于淋巴細胞,但在細胞功能、激活方式、培養(yǎng)體系、代謝狀態(tài)以及對外界刺激的響應(yīng)方面都存在差異。
即使同屬于T細胞,不同亞型、不同激活階段以及不同培養(yǎng)時間下的細胞狀態(tài)也并不一致。
而電轉(zhuǎn)本身又與細胞膜狀態(tài)、細胞大小、生理狀態(tài)以及胞內(nèi)環(huán)境密切相關(guān)。
因此,一個在某種T細胞上表現(xiàn)良好的電轉(zhuǎn)條件,不一定適合NK細胞。
同樣,一個適合mRNA遞送的條件,也未必適合質(zhì)粒DNA或者CRISPR/Cas9 RNP。
真正需要優(yōu)化的,其實是:
細胞類型+細胞狀態(tài)+遞送載荷+電轉(zhuǎn)體系的組合。
T細胞是目前免疫細胞工程和細胞治療研究中非常重要的一類細胞。
無論是CAR-T、TCR-T,還是利用CRISPR對T細胞進行基因編輯,都涉及細胞工程化改造。
因此,如何高效地將mRNA、DNA或者基因編輯復(fù)合物送入T細胞,是很多研究項目需要解決的問題。
電轉(zhuǎn)在這類研究中具有明顯優(yōu)勢。
例如,可以把mRNA直接遞送進入T細胞,使目標蛋白獲得相對快速的瞬時表達;也可以將CRISPR/Cas9 RNP直接送入細胞,從而開展特定基因敲除或者進一步的功能研究。
不過,即使是T細胞,也不存在一套適用于所有實驗的固定條件。
不同的細胞來源、激活狀態(tài)、培養(yǎng)天數(shù)和遞送分子,都可能改變最終電轉(zhuǎn)效果。
NK細胞近年來在腫瘤免疫和細胞治療領(lǐng)域受到越來越多關(guān)注。
CAR-NK、基因編輯NK細胞、NK細胞功能增強等研究方向,都涉及不同程度的細胞工程化。
與此同時,NK細胞胞內(nèi)遞送也成為技術(shù)開發(fā)中的重要問題。
研究人員可以通過mRNA電轉(zhuǎn)讓NK細胞短期表達特定受體或者功能蛋白,也可以通過CRISPR/Cas9 RNP電轉(zhuǎn)進行基因編輯。
但對于NK細胞來說,僅僅證明“東西能夠轉(zhuǎn)進去"通常并不夠。
電轉(zhuǎn)之后還需要進一步觀察:
細胞是否能夠正常恢復(fù)?
細胞數(shù)量是否出現(xiàn)明顯損失?
后續(xù)擴增是否受到影響?
細胞表型是否改變?
原有殺傷功能是否能夠保持?
這也是為什么NK細胞電轉(zhuǎn)優(yōu)化通常需要同時兼顧多個評價維度。
原代免疫細胞不是固定不變的實驗材料。
剛剛分離出來的細胞、經(jīng)過激活的細胞以及擴增幾天后的細胞,在細胞大小、膜狀態(tài)、代謝水平以及生理功能方面都可能發(fā)生變化。
因此,即使實驗使用的是同一種細胞,如果前處理流程發(fā)生改變,電轉(zhuǎn)結(jié)果也可能出現(xiàn)明顯差異。
很多實驗中出現(xiàn)的“同樣參數(shù)、不同批次結(jié)果不一致",未必來自電轉(zhuǎn)設(shè)備或者參數(shù)本身。
還應(yīng)該關(guān)注:
細胞來源是否一致?
細胞培養(yǎng)時間是否一致?
激活方式是否一致?
電轉(zhuǎn)前細胞狀態(tài)是否良好?
細胞密度是否穩(wěn)定?
電轉(zhuǎn)后恢復(fù)條件是否相同?
從這個角度來看,免疫細胞電轉(zhuǎn)的重復(fù)性實際上反映的是整個細胞處理流程的穩(wěn)定性。
進行T細胞電轉(zhuǎn)或者NK細胞電轉(zhuǎn)時,很多人第一反應(yīng)是尋找別人使用過的參數(shù)。
參考已有方案當然非常重要,但更重要的是建立“工藝窗口"思維。
所謂工藝窗口,就是找到一個能夠同時兼顧遞送效率和細胞狀態(tài)的范圍。
如果條件太弱,目標分子進入細胞的效率可能不足。
如果條件太強,又可能影響細胞存活、恢復(fù)甚至后續(xù)功能。
因此,優(yōu)化的目標不是追求某一個單獨參數(shù),而是尋找適合當前實驗?zāi)康牡钠胶鈪^(qū)域。
在開始優(yōu)化之前,可以先明確幾個問題:
使用的是哪一種免疫細胞?
細胞目前處于什么狀態(tài)?
需要遞送的是mRNA、DNA還是RNP?
最終目標是觀察短期表達,還是獲得長期培養(yǎng)的工程化細胞?
后續(xù)是否需要擴增和功能實驗?
這些問題越明確,電轉(zhuǎn)優(yōu)化就越有方向。
所以,T細胞和NK細胞雖然都可以進行電轉(zhuǎn),但并不存在真正意義上的“通用參數(shù)"。
理解細胞本身的差異,并針對具體實驗建立合適的工藝窗口,才是做好免疫細胞電轉(zhuǎn)的核心。
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