《Science Advances》活体皮肤DNA转染平台：类似中医“拔罐”

一种用于体内DNA转染的抽吸皮肤输送方法。在大鼠模型皮内Mantoux注射质粒DNA后，再对注射部位施加中等负压，这一技术类似于中医拔罐疗法。

　　

pEGFP-N1质粒显示出强GFP表达，在给药后1小时即可观察到荧光。建模表明，焦点应变/应力和表达模式之间存在很强的相关性。与目前的体内转染系统（如电穿孔）相比，没有可见和/或组织损伤。

合成的SARS-CoV-2 DNA疫苗证明了其特异性，该疫苗可在产生显著抗体的大鼠体内产生宿主体液免疫应答。该方法为核酸治疗和疫苗的实验室转染需求和临床应用提供了一个易于使用、经济高效且高度可扩展的平台。

基于核酸的医学在过去二十年中得到了广泛的发展，这得益于其在治疗学和疫苗方面的前景。它的巨大优势在COVID-19大流行中得到了明显证明，在这场大流行中，几种基于核酸的疫苗被迅速设计、制造和大规模分发。机制方面，合成或工程核酸必须进入宿主细胞，然后表达和输出编码蛋白质，例如，由抗原呈递细胞处理，以便在疫苗的情况下诱导免疫反应。因此，实现其功能的关键步骤是将核酸导入细胞质（RNA）和细胞核（DNA）。

体内核酸转染使用病毒和非病毒平台。病毒转染有望提高效率，但由于免疫原性和生物安全问题，常常面临挑战。对于体内RNA传递，化学方法占主导地位，其中核酸与聚合物或脂质纳米粒结合/包裹，这既有利于宿主细胞转染，又能防止细胞环境中普遍存在的核糖核酸酶降解。另一方面，尽管DNA在注射后更加稳定，不需要这样的保护，但它向靶细胞的传递面临更高的障碍。裸DNA注射通常效率较低，增强转染的方法包括阳离子脂质/聚合物、电穿孔（EP）、粒子辅助递送（基因枪）和微滴加压递送，以促进蛋白质表达和免疫原性，近年来最常用的是EP。

目前的EP装置使用每厘米几百伏的强电场来瞬时渗透细胞膜并诱导细胞摄取。这些电脉冲可导致应用部位的肌肉收缩、疼痛和组织损伤，可能是植入电装置（如除颤器或起搏器）的患者的禁忌症。这些设备中的大多数都需要大量培训，而额外的设备成本也可能限制进入资源有限的地区。因此，开发替代输送系统以解决体内转染瓶颈将有助于推进基于DNA的合成治疗和疫苗，并大大促进对未来公共卫生危机的快速反应。

一项发表在《Science Advances》杂志的新研究报道了一种新的、无痛的、有效的基于抽吸的皮肤DNA递送和宿主细胞转染方法，在实验室和临床应用中都有广泛的应用。在曼托皮肤测试法（Mantoux）将DNA注射到大鼠皮肤中后，在注射部位顶部的皮肤表面施加负压。压力大小与广泛用于人类的商用开放式粉刺提取（美容吸引）装置的压力大小相当，该技术在中国的“拔火罐”和中东的“hijama cupping”疗法中找到了相似之处。根据绿色荧光蛋白（GFP）编码质粒的测定，这种简单的方法可诱导高效转染。这种效应与之前的抽吸诱导DNA转染到内脏器官的结果相呼应，例如在开放手术中进行的肝脏和心脏转染，但以完全无创的方式进行。此外，作为实用性概念的证明，新泽西州立大学机械与航空工程系的Hao Lin课题组提出了一项初步研究，使用了一种针对SARS-CoV-2的候选DNA疫苗，在该疫苗中引发了强烈的免疫反应。这些结果如下所述，在这些结果的基础上，该研究小组还将这项技术推进了SARS-CoV-2疫苗的临床试验（NCT 04673149）。

Novel suction-based in vivo cutaneous DNA transfection platform