基因電轉(zhuǎn)化技術(shù)的創(chuàng)新介紹

常規(guī)的轉(zhuǎn)染包括脂質(zhì)體，電轉(zhuǎn)化和病毒法。普通的293、Hela等細(xì)胞系，脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染也能達(dá)到70-80%。而對(duì)于其他一些極難轉(zhuǎn)染的細(xì)胞，如原代神經(jīng)元，原代神經(jīng)干細(xì)胞，免疫細(xì)胞等來(lái)說(shuō)，脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染不僅轉(zhuǎn)化效率很低（約10%），而且細(xì)胞死亡率*。因此有些研究人員不得不轉(zhuǎn)用更加昂貴而且毒性更大的病毒包被法。病毒法可以提高轉(zhuǎn)化效率，但是在后續(xù)培養(yǎng)中，細(xì)胞死亡率很高，細(xì)胞自然的生理生化特性遭到破壞，無(wú)法后續(xù)實(shí)驗(yàn)。而電穿孔技術(shù)的發(fā)展及所具備的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)則越來(lái)越受到科研人員的重視。

從上個(gè)世紀(jì)80年代一臺(tái)電轉(zhuǎn)化儀誕生至今，大部分電轉(zhuǎn)化儀的波形仍是單向高壓方波（如下圖），細(xì)胞死亡率*。如小鼠精原干細(xì)胞這種脆弱的細(xì)胞就會(huì)全部死亡。

為了解決單向高壓方波的問(wèn)題，出現(xiàn)了需要配備特殊試劑的電轉(zhuǎn)化儀。它延續(xù)了傳統(tǒng)的方波，并設(shè)定了固定的參數(shù)。為了提高轉(zhuǎn)化效率，每換一種或幾種細(xì)胞，就必須重新購(gòu)買不同的轉(zhuǎn)染試劑，導(dǎo)*高的試劑使用成本，多數(shù)用戶表示難以接受。而且由于“黑匣子”設(shè)計(jì)模式，用戶只能知道轉(zhuǎn)染程序序列號(hào)，無(wú)法了解具體的轉(zhuǎn)化參數(shù)，更無(wú)法優(yōu)化設(shè)定參數(shù)！

因此，無(wú)需特殊轉(zhuǎn)染試劑輔助，又能顯著提高轉(zhuǎn)化效率和存活率的電轉(zhuǎn)化技術(shù)的研發(fā)就成為細(xì)胞轉(zhuǎn)染的發(fā)展方向。

隨著電傳孔技術(shù)質(zhì)的飛躍，日本BEX公司2012年發(fā)布了創(chuàng)新的瞬時(shí)穿孔高壓+動(dòng)態(tài)衰減/靜態(tài)衰減/恒流+反向方波脈沖組合模式，完*了上述問(wèn)題。脈沖波形圖如下：

瞬時(shí)高壓可快速在細(xì)胞膜表面打孔并減少細(xì)胞死亡；隨后切換成幾十伏的低壓來(lái)驅(qū)動(dòng)DNA高效進(jìn)入細(xì)胞，反向脈沖可以顯著增加DNA進(jìn)入細(xì)胞的幾率，大幅提高轉(zhuǎn)化效率。在一年時(shí)間內(nèi)，用CUY21 EDIT II 轉(zhuǎn)化過(guò)的細(xì)胞超過(guò)百種，其中多數(shù)都是極難轉(zhuǎn)染的細(xì)胞，包括大鼠胚胎原代神經(jīng)元細(xì)胞、NIH/3T3、NG108-15、raw264.7、SSC、HepG-2、N2a、PC3、LCL、NIT1、小鼠胚胎原代干細(xì)胞以及細(xì)胞系，和原代小鼠β胰島細(xì)胞團(tuán)、人B細(xì)胞系、人淋巴細(xì)胞等等，帶給用戶非常驚喜的轉(zhuǎn)化效果。

如下圖：原代神經(jīng)元的轉(zhuǎn)化效果圖

針對(duì)一些非常脆弱的組織或細(xì)胞（如成年鼠腦），需要采用恒定的電流進(jìn)行穿孔。組合脈沖的恒流轉(zhuǎn)化模式，是一種可以滿足這種轉(zhuǎn)化要求的技術(shù)。

請(qǐng)見(jiàn)下圖，分別用動(dòng)態(tài)衰減脈沖模式，靜態(tài)衰減脈沖模式和脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染方法平行對(duì)小鼠胰島瘤β細(xì)胞系進(jìn)行轉(zhuǎn)染：

由上可見(jiàn)，針對(duì)很多細(xì)胞， 動(dòng)態(tài)衰減脈沖模式可以比靜態(tài)衰減脈沖模式提供更高的轉(zhuǎn)染效率，同時(shí)保證了細(xì)胞的存活率，為極難轉(zhuǎn)染細(xì)胞的研究開(kāi)辟了新的一頁(yè)。

關(guān)于上述組合脈沖技術(shù)發(fā)明廠家的介紹：

BEX公司誕生于1990年，是專業(yè)研發(fā)，生產(chǎn)電轉(zhuǎn)化儀和細(xì)胞融合儀的廠家。1998年推出CUY21EDIT活體基因電轉(zhuǎn)化儀，開(kāi)創(chuàng)了活體基因轉(zhuǎn)化的新時(shí)代，并樹(shù)立了CUY21在活體領(lǐng)域的，已有超過(guò)2000臺(tái)專業(yè)的CUY21系列轉(zhuǎn)化儀服務(wù)于科研工作者，并延續(xù)著的優(yōu)勢(shì)，發(fā)表在Nature,Cell等雜志的文獻(xiàn)超過(guò)了數(shù)百篇。

2012年10月，回顧經(jīng)典，BEX再次發(fā)布具有歷程碑意義的超級(jí)多脈沖活體/細(xì)胞電轉(zhuǎn)化儀CUY21 EDIT II。除了傳統(tǒng)的活體轉(zhuǎn)化優(yōu)勢(shì)，CUY21EDIT II更是在細(xì)胞轉(zhuǎn)染技術(shù)上達(dá)到了的高度。無(wú)需任何特殊試劑即可得到*的轉(zhuǎn)染效率，尤其是極難轉(zhuǎn)的細(xì)胞系，如原代神經(jīng)元的轉(zhuǎn)染效率可達(dá)60%甚至更高。這一突破解決了長(zhǎng)久以來(lái)原代細(xì)胞轉(zhuǎn)染存活率低、轉(zhuǎn)化效率低下，價(jià)格昂貴的問(wèn)題。因此，許多受益的學(xué)者也*改變了他們對(duì)電轉(zhuǎn)化儀的認(rèn)識(shí)。