不影响细胞分化的新转染技术

　　

生物通报道：转染可以将外源物质导入细胞，是细胞和分子生物学研究的重要工具，可用于研究基因表达对细胞生理水平的影响。外源物质进入细胞并不容易，它们必须穿过细胞膜这层屏障。电穿孔技术能通过电脉冲在细胞膜上制造暂时性的纳米通道，是将化合物、药物和DNA送入单个细胞的重要途径。

现有电穿孔技术需要用到较高的电场强度，而且细胞必须悬浮在溶液中。这些条件会干扰到细胞通路，对于敏感的原代细胞来说是一种严酷的环境。因此，电穿孔让人很难在细胞持续分化和扩增时研究细胞的天然状态。

为此，美国西北大学的研究团队在Lab on a Chip杂志上发表了一个新型微流体设备。该设备可以在干细胞分化过程中进行电穿孔，允许人们在这一关键时期向细胞输入分子。这一技术满足神经元等原代细胞所需的条件，有助于探索神经疾病的病理机制和开发新的基因疗法。（延伸阅读：原代细胞转染的实用工具）

在研究干细胞分化和贴壁生长的神经元时，保持其天然状态是至关重要的。然而目前的转染方法都存在一定的问题，有的需要悬浮细胞、有的毒性较大、有的通量太低。日前，Horacio Espinosa教授和John Kessler教授将细胞培养芯片与原位电穿孔结合起来，开发出了名为LEPD（localized electroporation device）的微流体设备。LEPD能够很好的用于贴壁细胞，活体细胞在离体培养的时候大多以贴壁方式生长，这些细胞能够在支持物上持续生长和分化。

LEPD上集成的微小管道，允许长时间的细胞培养和反复转染。为了验证LEPD的效果，研究人员对HeLa和HT1080细胞进行了电穿孔。研究显示，LEPD转染碘化丙啶（PI）的效率为95%，转化质粒的效率为50%。研究人员还将这一技术成功用于神经干细胞和有丝分裂后的神经元。

“LEPD能够在不干扰细胞分化的情况下将分子送入贴壁细胞，这是干细胞研究者们梦寐以求的，”Espinosa说。用这种技术进行基因编辑和基因表达分析，能为生物学研究提供很大的帮助。

 

生物通编辑：叶予

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Microfluidic device for stem cell differentiation and localized electroporation of postmitotic neurons