近日，清華大學機械系在基于自組裝微納制造的細胞轉(zhuǎn)染研究中取得重要進展。

細胞免疫療法在腫瘤治療中已取得重要突破，成為最有希望消除腫瘤的治療方法之一，而胞內(nèi)遞送及目標基因編輯是細胞免疫治療技術流程中的關鍵前提步驟。但對于具有高度抗性的自然殺傷細胞（Natural Killer Cell，NK細胞），現(xiàn)有方法仍存在著遞送效率不足、轉(zhuǎn)染通量低、細胞損傷大、不適用于懸浮細胞等問題，這在一定程度上阻礙了細胞免疫療法的快速發(fā)展。

振動輔助納米針/微流體復合胞內(nèi)遞送系統(tǒng)

針對上述問題，清華大學機械系課題組基于組內(nèi)提出的張力梯度誘導膠體顆粒液氣界面快速大面積自組裝制造技術，以密排有序膠體顆粒自組裝結(jié)構作為模版替代了傳統(tǒng)精密復雜的納米光刻方法，結(jié)合刻蝕技術，形成了覆蓋面積可達3英寸的表面納米針結(jié)構。進一步研究將納米針與微流控進行復合，提出了振動輔助納米針/微流控復合胞內(nèi)遞送新模式，在振動輔助下利用納米針快速穿刺和脫離微流道中快速前進的細胞，實現(xiàn)了連續(xù)的高通量胞內(nèi)遞送。

由于納米針穿刺破膜的百納米膜穿孔尺寸，基因編輯Cas9/RNPs復合體可以直接被遞送到細胞中，針對難轉(zhuǎn)染的懸浮NK細胞系，胞內(nèi)遞送效率可達98%，細胞活率維持在80%，遞送通量可達mL/min量級；且轉(zhuǎn)染總量達50mL時，胞內(nèi)遞送效率仍維持在約90%，具有良好的臨床應用前景。

研究基于該系統(tǒng)制備CD96位點敲除的NK-92細胞，敲除效率可達40%，并通過殺傷實驗驗證了基因編輯后NK細胞免疫效果的有效提升。同時，研究利用該系統(tǒng)成功對小鼠原代NK細胞實現(xiàn)了基因敲入，展現(xiàn)了該方法在以NK細胞等為基礎的免疫治療中的極大潛力。

基于振動輔助納米針/微流體復合胞內(nèi)遞送系統(tǒng)的Cas9/RNPs遞送和NK-92細胞系基因編輯

本研究被選為《美國化學會·納米》期刊封面文章

相關成果近日以“基于振動輔助納米針/微流控復合系統(tǒng)的高效高通量胞內(nèi)遞送”（?High-throughput and efficient intracellular delivery method via a vibration-assisted nanoneedle/microfluidic composite system）為題發(fā)表在《美國化學會·納米》（ACS Nano）期刊，被ACS公眾號（ACS材料X）作為亮點文章進行報道，并選為刊內(nèi)封面文章。

審核編輯：劉清