進行免疫細胞電轉實驗時,“轉染效率"通常是最容易被關注的數據之一。
70%、80%、90%甚至更高的陽性率,非常直觀,也非常容易進行比較。
于是很多人會自然產生一個判斷:
免疫細胞電轉效率是不是越高越好?
如果只是單純觀察目標分子有沒有進入細胞,高效率當然具有明顯優勢。
但如果從免疫細胞工程和細胞治療工藝角度來看,事情遠沒有這么簡單。
真正有價值的往往不是一個漂亮的百分比,而是最終能夠獲得多少狀態良好、具有目標特征并且能夠繼續發揮功能的有效細胞。
假設有兩組T細胞電轉實驗。
第一組轉染陽性率達到90%,但電轉之后出現較明顯的細胞損失。
第二組轉染陽性率只有75%,但細胞活率、恢復能力以及后續擴增情況更加理想。
哪一組實驗更好?
如果只看流式檢測中的陽性率,第一組似乎占優勢。
但如果后續還需要繼續培養、擴增或者進行功能實驗,第二組最終獲得的有效工程化細胞數量反而可能更多。
因此,評價免疫細胞電轉時有一個非常實用的原則:
不僅要看百分比,也要看最終得到多少個真正可用的細胞。
電轉的基本原理是利用電脈沖暫時改變細胞膜通透性。
如果作用不足,目標分子難以充分進入細胞。
但如果對細胞造成的擾動過大,也可能影響細胞膜恢復、細胞內環境以及后續生理狀態。
因此,在很多電轉優化實驗中,都可能看到效率與細胞狀態之間的平衡關系。
這也是為什么優秀的電轉條件并不一定是“轉染效率高"的那個點。
更合理的目標是:
在滿足遞送要求的情況下,盡可能保持較好的細胞活率和后續功能。
免疫細胞電轉之后出現細胞狀態變化,并不能簡單歸因于電場。
mRNA、質粒DNA以及CRISPR/Cas9 RNP進入細胞后,對細胞產生的影響并不相同。
尤其是DNA,除了需要考慮遞送過程,還可能涉及細胞自身對外源DNA的識別和響應。
因此,當質粒DNA電轉之后出現較明顯的細胞損失時,僅僅反復調整電壓并不一定能夠解決全部問題。
還需要同時考慮DNA量、緩沖體系、細胞狀態以及電轉后的培養恢復條件。
這也是現代細胞電轉越來越強調“系統優化"的原因。
對于T細胞、NK細胞等免疫細胞來說,可以從幾個維度綜合判斷電轉效果。
首先是遞送效率。
也就是有多少細胞成功獲得目標mRNA、DNA、蛋白或者RNP。
其次是細胞活率。
電轉之后有多少細胞能夠繼續存活。
第三是細胞回收率。
處理結束以后實際能夠收回多少細胞,同樣十分重要。
第四是恢復和擴增能力。
有些細胞在短時間內看起來仍然存活,但后續增殖能力可能受到影響,因此需要結合更長時間進行觀察。
第五是細胞功能。
這一點對免疫細胞尤其關鍵。
T細胞和NK細胞并不是簡單的蛋白表達工具,而是具有復雜免疫功能的細胞。
如果電轉成功以后細胞原有的殺傷、活化或者細胞因子分泌功能發生明顯改變,那么即使轉染率很高,也可能影響實驗價值。
不同時間點檢測,也可能得到不同結果。
例如進行mRNA電轉后,目標蛋白表達需要經歷一定的時間變化過程。
與此同時,細胞也在經歷電轉后的恢復。
因此,電轉后數小時、24小時甚至數天檢測,得到的數據可能并不一致。
在比較不同實驗結果時,應盡量確認:
細胞類型是否一致;
載荷類型是否一致;
檢測時間是否一致;
活率檢測方法是否一致;
是否設置了合理的對照組。
如果這些條件不同,僅僅拿兩個“轉染率"數字直接比較,很容易產生誤判。
免疫細胞電轉不是為了獲得一個漂亮的數據,而是為了完成后續生物學任務。
如果最終目標是CRISPR編輯T細胞,那么真正應該關注的是最終能夠獲得多少功能正常的編輯細胞。
如果目標是讓NK細胞瞬時表達某種受體,那么除了表達比例,還要關注表達持續時間以及NK細胞的后續功能。
如果需要進行高通量基因功能篩選,則還要關注不同實驗孔、不同樣本以及不同批次之間的一致性。
所以,“免疫細胞電轉效率是不是越高越好"這個問題,本身就需要結合實驗終點回答。
更準確地說:
理想的免疫細胞電轉不是單純追求最高轉染率,而是在足夠的遞送效率基礎上,獲得更多狀態良好、能夠繼續擴增并保持預期功能的有效細胞。
這也是從單純做實驗,走向真正理解細胞工程工藝的重要一步。
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