近日，西湖大學(xué)與西湖凝聚體研究團(tuán)隊自主研發(fā)的基于凝聚體基因遞送系統(tǒng)（ EASY，the first mammalian coacErvAte-baSed deliverY system）成功入選美國基因與細(xì)胞治療學(xué)會（ ASGCT ）年度會議的口頭報告和壁報雙展示，成為本屆大會中唯一入選的基于凝聚體的非病毒、非脂質(zhì)體的核酸遞送平臺。

EASY系統(tǒng)以天然細(xì)胞凝聚體（ coacervates ）機(jī)制為基礎(chǔ)設(shè)計，能夠高效遞送多種類型的核酸分子，包括質(zhì)粒 DNA 、 mRNA 及 CRISPR-Cas9 等基因編輯工具。在多種原代免疫細(xì)胞中展現(xiàn)出出色的轉(zhuǎn)染效率，同時在體內(nèi)遞送實(shí)驗(yàn)中也取得了顯著效果。

本文將聚焦解析這一新型遞送平臺背后的核心機(jī)制，并探討其在非病毒基因遞送領(lǐng)域中的潛力與應(yīng)用前景。

圖1. 口頭報告和壁報展示概要

基因遞送領(lǐng)域的挑戰(zhàn)與機(jī)遇

基因治療很重要，而其成功關(guān)鍵在于開發(fā)高效安全的基因遞送技術(shù)。近來，AAV（腺相關(guān)病毒）相關(guān)遞送系統(tǒng)，因其安全性、遞送效率、成本等問題正面臨暫停臨床試驗(yàn)的挑戰(zhàn)。在這一背景下，非病毒載體基因遞送技術(shù)成為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。西湖大學(xué)研發(fā)的基于內(nèi)源蛋白凝聚體的基因遞送系統(tǒng)（EASY）應(yīng)運(yùn)而生，為基因遞送提供了全新的解決方案。

EASY系統(tǒng)：下一代基因遞送的革命性技術(shù)
EASY系統(tǒng)（EASY，the first mammalian coacErvAte-baSed deliverY system）是全球首個基于內(nèi)源蛋白凝聚體的基因遞送系統(tǒng)，由西湖大學(xué)與西湖凝聚體研究團(tuán)隊開發(fā)。
自然啟發(fā)的創(chuàng)新設(shè)計：凝聚體是一種無膜細(xì)胞器，由多種生物大分子通過液-液相分離（LLPS）形成，在細(xì)胞內(nèi)參與多種重要生物過程，包括核糖體形成、DNA 損傷修復(fù)和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等。受到這一天然生物學(xué)機(jī)制的啟發(fā)，研究團(tuán)隊開發(fā)了 EASY 系統(tǒng)。
工作原理：EASY 系統(tǒng)的核心是經(jīng)工程設(shè)計的內(nèi)源蛋白 ProteanFect?。ProteanFect 蛋白分子能夠在體外與各類核酸（包括 mRNA、siRNA 或 質(zhì)粒DNA）自組裝形成高度規(guī)律的球體結(jié)構(gòu)納米顆粒。

圖2. ProteanFect蛋白分子與mRNA可在體外自組裝形成蛋白納米顆粒

遞送過程

• 形成凝聚體：ProteanFect與目標(biāo)核酸混合，自發(fā)形成穩(wěn)定的納米顆粒；
• 細(xì)胞攝取：凝聚體通過細(xì)胞主動內(nèi)吞機(jī)制高效進(jìn)入胞內(nèi)；
• 核酸釋放：在胞內(nèi)環(huán)境中，凝聚體釋放核酸，保持其活性并實(shí)現(xiàn)快速表達(dá)；
• 安全降解：載體蛋白通過細(xì)胞內(nèi)天然蛋白代謝路徑降解，顯著降低毒性。

這一獨(dú)特機(jī)制賦予 EASY 系統(tǒng)以下革命性優(yōu)勢：

1、超高裝載能力：核酸載量是脂質(zhì)納米顆粒（LNP）的 50 倍左右；

圖4. ProteanFect和LNP的核酸載量對比

2、多種核酸兼容：可遞送 質(zhì)粒DNA、mRNA、siRNA、sgRNA、Cas9 mRNA 和 Cas9等多種核酸類型；

3、高效低毒：與傳統(tǒng)電轉(zhuǎn)等方法相比，實(shí)現(xiàn)同等或更高的基因遞送效率，同時顯著降低細(xì)胞死亡率，對細(xì)胞更加友好；

4、廣譜細(xì)胞適用性：可高效遞送基因至多種原代細(xì)胞，包括NK細(xì)胞、B細(xì)胞、造血干細(xì)胞等。

突破性解決原代細(xì)胞和難轉(zhuǎn)染細(xì)胞轉(zhuǎn)染問題

作為 EASY 系統(tǒng)的首款商業(yè)化產(chǎn)品，ProteanFect系列試劑盒實(shí)現(xiàn)在多種原代細(xì)胞和難轉(zhuǎn)染細(xì)胞的高效基因遞送與精準(zhǔn)基因編輯。

高效轉(zhuǎn)染原代T 細(xì)胞

圖5. ProteanFect轉(zhuǎn)染人或小鼠原代T細(xì)胞24小時后的效果檢測

共遞送 Cas9 mRNA 與 sgRNA，實(shí)現(xiàn)原代T細(xì)胞的高效基因編輯

圖6. 使用ProteanFect CRISPRMax Cas9試劑盒在人原代T細(xì)胞和小鼠原代T細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)高效基因標(biāo)記，基因編輯效率范圍為67%-88%

共遞送 Cas9 蛋白質(zhì)與 sgRNA，實(shí)現(xiàn)原代 T 細(xì)胞的 90%+ 高效基因編輯

圖7. 使用ProteanFect CRISPRMax Ultra小鼠免疫細(xì)胞轉(zhuǎn)染試劑盒對小鼠原代T細(xì)胞進(jìn)行基因編輯

開創(chuàng)基因遞送新時代

在基因治療進(jìn)入臨床應(yīng)用的關(guān)鍵時期，安全性和有效性成為決定其命運(yùn)的核心因素。西湖大學(xué)和西湖凝聚體研發(fā)的 EASY 系統(tǒng)作為非病毒、非電轉(zhuǎn)、非脂質(zhì)體的新一代基因遞送技術(shù)，通過充分利用生物凝聚體的天然生物學(xué)機(jī)制，為基因遞送提供了全新方案。

該技術(shù)的國際認(rèn)可不僅是對中國科學(xué)創(chuàng)新的肯定，也為全球基因治療領(lǐng)域帶來了新的希望。我們相信，隨著技術(shù)的進(jìn)一步完善和應(yīng)用拓展，EASY 系統(tǒng)將在基因治療臨床應(yīng)用中發(fā)揮越來越重要的作用，為攻克疑難重癥提供強(qiáng)大武器。

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