利用Transportan肽共孵育策略增强病毒载体在哺乳动物细胞中的基因递送效率

【编辑推荐】针对病毒载体（如AAV和lentivirus）在难转染细胞中递送效率低的问题，研究人员通过共孵育细胞穿透肽Transportan（TP），显著提升了GFP报告基因在Raw264.7巨噬细胞、骨髓源性巨噬细胞（BMDMs）及视网膜色素上皮细胞（RPE）中的表达效率。该策略无需复杂设备，为基因治疗和基础研究提供了简单高效的解决方案。

基因治疗的核心挑战在于如何高效安全地将外源基因递送至靶细胞。尽管病毒载体如腺相关病毒（AAV）和慢病毒（lentivirus）因其天然感染能力被广泛使用，但在难转染细胞（如原代细胞）中仍面临摄取效率低、内体逃逸困难等问题。传统方法如电穿孔或化学修饰常伴随细胞损伤或操作复杂性，亟需开发更普适的解决方案。

美国明尼苏达大学药学院（College of Pharmacy, University of Minnesota）的研究团队另辟蹊径，从细胞穿透肽（CPP）的“旁观者效应”入手。他们此前发现，两亲性肽Transportan（TP）可通过触发巨胞饮作用（macropinocytosis）促进纳米颗粒的胞内递送。基于病毒与纳米颗粒的尺寸相似性，研究人员提出假设：TP共孵育能否提升病毒载体的基因递送效率？

研究以GFP标记的AAV和lentivirus为模型，通过流式细胞术和荧光成像定量分析转染效率，并结合细胞活力检测评估安全性。实验涵盖常规细胞系（如HEK293）及难转染的Raw264.7巨噬细胞、骨髓源性巨噬细胞（BMDMs）和视网膜色素上皮细胞（RPE），系统验证TP的普适性。

关键技术与方法

1. 病毒载体构建：使用Addgene提供的pLenti-GFP和pAAV-GFP质粒系统制备慢病毒和AAV；
2. 共孵育策略：将病毒与不同浓度TP简单混合后直接加入细胞培养体系；
3. 效率评估：通过流式细胞术定量GFP阳性细胞比例，荧光显微镜观察空间分布；
4. 机制探索：基于前期发现的TP诱导巨胞饮作用，推测病毒通过此途径内化。

研究结果

• Enhanced Lentiviral Transfection via TP Co-Administration：在HEK293细胞中，10 μM TP使慢病毒转染效率提升3倍（流式数据），且无显著细胞毒性（Live-Dead染色证实）；
• AAV Transfection Enhancement by TP：AAV在RPE细胞中的GFP表达率从15%增至45%，突破原代细胞转染瓶颈；
• Primary Cell Validation：TP对BMDMs的转染效率提升达50%，证实其在免疫细胞中的应用潜力。

结论与意义
研究首次证实TP共孵育可普适性增强AAV和慢病毒的基因递送，其机制可能通过诱导巨胞饮作用实现病毒内化。这一“混合即用”策略避免了基因载体的化学修饰或复杂设备依赖，尤其适用于原代细胞等难转染体系，为基因编辑（如CRISPR-Cas9递送）和细胞治疗提供了技术支撑。未来需进一步探索TP在体内模型中的效果及其与病毒衣壳的潜在相互作用。论文发表于《Journal of Pharmaceutical Sciences》，为基因治疗领域提供了简单而强大的工具。