高效且安全的基因遞送技術，是現代生命科學與生物醫藥發展的關鍵推動力。從靶向治療、基因編輯，到 mRNA 疫苗與細胞工程，遞送系統在核酸分子的穩定性、表達效率及臨床可行性中扮演著核心角色。

近年來，隨著對細胞內分子行為理解的加深，新一代遞送技術逐漸興起。西湖大學研究團隊聯合西湖凝聚體平臺，開發出全球首個基于生物凝聚體機制構建的核酸遞送系統——ProteanFect?，為原代細胞及難轉染細胞提供了新的解決思路。該技術成果已在 2024 年 ASH 國際血液學年會口頭報告中首次亮相，并將于2025 年 ASGCT 國際會議再次以口頭報告形式分享其科研進展。

本文將簡要回顧基因遞送技術的發展脈絡，并重點介紹凝聚體遞送的機制原理、技術特性及其在科研與臨床研究中的應用潛力。

一、凝聚體遞送：來自細胞天然機制的啟發

細胞內存在廣泛的“無膜區室”結構，稱為生物分子凝聚體（biomolecular condensates），通過液-液相分離（LLPS）機制由蛋白質和核酸等組分自發形成，參與核糖體組裝、RNA剪接、DNA修復等關鍵生命過程（Banani et al., 2017, Nat Rev Mol Cell Biol）。

受到這一天然機制啟發，ProteanFect? 利用經工程設計的內源蛋白，在體外與mRNA、siRNA 或 pDNA自組裝形成穩定納米顆粒。該凝聚體可通過細胞主動內吞機制進入胞內，在保持核酸活性的同時實現快速表達，并經由天然蛋白代謝路徑降解，從而顯著降低毒性。

圖1. ProteanFect通過內源蛋白與核酸在體外自組裝，形成穩定的納米顆粒

這一設計使ProteanFect? 在遞送效率、生物相容性與適用范圍上展現出獨特優勢，尤其適用于對轉染條件較敏感的原代細胞和臨床級應用。該技術不僅推動了基礎研究進展，也為精準醫療和免疫治療等方向提供了新的技術工具。其中，ProteanFect? 在免疫細胞領域的應用表現尤為突出，相關研究成果已入選 2024 年 ASH 國際血液學年會口頭報告，并將于 2025 年 ASGCT 國際基因與細胞治療大會上再次以口頭形式發表，獲得國際學術界的高度關注。

圖2. ProteanFect成功轉染人或小鼠原代T細胞（圖為mRNA轉染24小時后的檢測結果）

二、為什么可以用凝聚體做基因遞送？

ProteanFect 核心原理基于人工構建的生物分子凝聚體，它們具有以下遞送機制特點：

• 通過工程化蛋白與核酸自組裝形成納米凝聚體顆粒

• 通過主動攝入機制進入細胞，避免對細胞膜結構造成破壞

• 在胞內高效釋放核酸分子并降解蛋白殼，保證遞送效率與安全性

研究表明，凝聚體結構可富集特定分子、形成局部高濃度反應區，有助于核酸穩定性及表達效率提升（Keating et al., 2020）。這些顆粒通過細胞主動攝入機制高效進入細胞，快速釋放核酸以實現基因表達，而蛋白部分通過天然代謝途徑降解，顯著降低毒性。這種基于凝聚體的遞送機制確保了 ProteanFect 在多種細胞類型中的高效性和生物相容性，為科研和臨床應用提供了堅實基礎。

三、基因遞送技術的演進歷程

早在 20 世紀 60 年代，科學家們就期望通過引入外源基因改變細胞功能，但彼時只能依靠粗糙的化學方法，效率低下且不可控。隨著數十年的技術迭代，基因遞送技術經歷了多次革新，從化學遞送、病毒載體、脂質體遞送、電穿孔到如今的 ProteanFect，每一步都試圖突破效率、毒性和適用性的瓶頸。下圖簡述了這些技術的發展歷程，并以表格對比其局限性。

圖3. 基因遞送方法演變時間線

傳統基因遞送方法的局限性

這些傳統方法的局限性在原代細胞和難轉細胞系中尤為突出，限制了基因治療、細胞療法和基因編輯的臨床轉化。ProteanFect的出現，通過凝聚體遞送機制，為基因遞送提供了高效、低毒、廣適性的全新解決方案。

四、凝聚體遞送的優勢與科潛力

ProteanFect 的凝聚體遞送技術以其獨特優勢克服了傳統方法的局限性，為核酸遞送提供了全新范式：

1、高效遞送：在人/小鼠原代T細胞、NK 細胞、CD34+造血干細胞等細胞中實現 70%-95% 的遞送效率，遠超傳統方法。

2、低毒性：內源蛋白的天然降解機制確保對細胞活性和功能的干擾最小，適合脆弱的原代細胞和臨床級細胞制備。

3、廣適性：支持多種核酸類型（mRNA、siRNA、pDNA）和細胞類型，包括難轉細胞系（如Jurkat、THP-1、Raji）及非哺乳動物細胞（如大黃魚間充質干細胞、牛腎細胞）。

4、操作簡便：標準化流程無需復雜設備，實驗重復性高，易于實驗室和臨床操作。

ProteanFect 的強大核酸運載能力使其在科研重展現出巨大潛力。其高效遞送支持基因功能篩選、信號通路解析和跨物種研究，例如：ProteanFect CRISPRMax Cas9 試劑盒通過共遞送 Cas9 mRNA 和 sgRNA，在人/小鼠原代 T 細胞中實現了 67%-88% 的基因編輯效率。

圖4. ProteanFect CRISPRMax Cas9編輯效果

五、合作與支持：攜手推動科研與臨床創新

ProteanFect 的問世標志著基因遞送技術邁入劃時代新階段。西湖凝聚體致力于通過持續優化這一技術，為全球科研人員和臨床研究者提供高效、可靠的核酸遞送解決方案。無論您從事基因編輯、細胞治療、mRNA 療法還是跨物種研究，ProteanFect 都能為您的項目提供強有力的支持。

技術支持與合作：通過下方二維碼聯系我們，獲取定制化遞送方案、技術咨詢或合作機會。

獲取最新資訊：關注“西湖凝聚體”公眾號，了解 ProteanFect 的最新應用案例和研究進展。讓我們共同以 ProteanFect 為引擎，加速生物醫學科研突破，探索生命科學的無限可能！

參考文獻： Banani, S. F., et al. (2017). Biomolecular condensates: organizers of cellular biochemistry. Nat Rev Mol Cell Biol, 18(5), 285-298. Keating, C. D., et al. (2020). Coacervate microdroplets as a model for prebiotic protocells. Proc Natl Acad Sci USA, 117(6), 2879-2886. https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.1922365117 Felgner, P. L., et al. (1987). Lipofection: a highly efficient, lipid-mediated DNA-transfection procedure. Proc Natl Acad Sci USA, 84(21), 7413-7417. Malone, R. W., et al. (1989). Cationic liposome-mediated RNA transfection. Proc Natl Acad Sci USA, 86(16), 6077-6081. Chu, G., et al. (1987). Electroporation for the efficient transfection of mammalian cells with DNA. Nucleic Acids Res, 15(3), 1311-1326.