综述：转座子表达系统在重组蛋白表达与基因治疗中的应用

本综述系统阐述了转座子表达系统作为非病毒载体在重组蛋白生产与基因治疗领域的突破性优势。通过介导高效半靶向（STI）基因组整合，有效克服传统随机整合（RTI）的转基因沉默与克隆异质性问题，显著提升重组蛋白（如CHO细胞表达抗体）的产量稳定性，同时规避病毒载体的致瘤风险，为基因治疗提供更安全高效的递送方案。

　　

Definition of the transposon system

转座子作为一种可移动遗传元件，由Barbara McClintock于1947年在玉米中首次发现。根据转座机制的不同，转座子主要分为两大类：I型转座子（逆转录转座子）采用“复制-粘贴”机制，先转录为mRNA，再经逆转录形成cDNA后整合至基因组新位点；II型转座子（DNA转座子）则通过“剪切-粘贴”机制直接移动，其转座过程依赖于转座酶对特定反向末端重复序列（ITR）的识别与切割。目前在生物技术领域广泛应用的主要是II型转座子系统，包括睡美人（Sleeping Beauty, SB）、piggyBac和Tol2等。这些系统通常由两部分构成：包含目的基因（GOI）及两侧ITR的供体质粒，以及表达转座酶的辅助质粒。当两者共转染至宿主细胞后，转座酶能高效催化GOI从供体载体上切除并整合到宿主基因组转录活跃区域，从而实现稳定长效的表达。

Application of transposon system in recombinant protein expression

中国仓鼠卵巢（CHO）细胞是重组蛋白生产的核心宿主细胞系。为提升重组蛋白的表达水平与稳定性，转座子介导的稳定半靶向整合（STI）技术正日益普及。研究表明，利用piggyBac、Tol2和睡美人（SB）转座子在CHO-DG44细胞中表达肿瘤坏死因子受体-Fc融合蛋白（TNFR:Fc），其产量可达传统随机整合（RTI）方法的9倍以上。这种产量提升主要归因于转座子能够将GOI高效整合至染色体的转录活跃区，避免了传统RTI方法常见的基因沉默和位置效应变异问题。

除了提高产量，转座子系统还能显著简化高产细胞株的筛选流程。相较于需大规模筛选单克隆细胞的RTI方法，转座子技术能够快速获得表达稳定且异质性低的细胞池，大幅缩短了细胞株开发的时间与成本。此外，通过优化供体与辅助质粒的转染比例、修饰ITR序列、引入基质附着区域（MAR）等调控元件、优化转座酶核定位信号（NLS）及密码子使用等策略，可进一步显著增强转座效率与重组蛋白的表达水平。

Transposon systems and gene therapy

基因治疗旨在通过向患者细胞或组织递送功能基因，以替代或补偿缺陷基因，从而根治疾病。选择合适的基因递送载体是治疗成功的关键。与病毒载体相比，非病毒载体具有细胞毒性低、生产工艺简单、质量控制便捷、生产成本低以及可避免病毒蛋白引起免疫反应等优势。作为非病毒载体的杰出代表，转座子载体能够安全、高效地介导GOI的半靶向整合，确保治疗基因的长期稳定表达。

睡美人（SB）转座子是最早被应用于哺乳动物基因工程的合成转座子系统，在基因治疗领域展现了巨大潜力。例如，在治疗血友病的研究中，通过SB转座子将人凝血因子IX（hFIX）基因递送至小鼠肝脏，成功实现了治疗水平的长期表达。类似地，在肿瘤免疫治疗领域，利用SB系统制备表达嵌合抗原受体（CAR）的T细胞（CAR-T），已在临床试验中展现出显著的抗肿瘤效果。piggyBac转座子因其具有更高的整合效率及承载大片段DNA的能力，在诱导多能干细胞（iPSC）的重编程及基因校正治疗中也得到了广泛应用。

Summary and prospects

转座子载体系统通过介导高效、半靶向的基因组整合，将GOI定点插入细胞基因组的转录活跃位点，从而显著提升转基因的表达水平与稳定性。为进一步增强转座效率，可采取多种优化策略，包括优化供体/辅助载体比例、修饰ITR序列与内部启动子、引入调控元件与核定位信号（NLS）、对转座酶进行密码子优化及定向进化等。

展望未来，转座子技术仍面临一些挑战，例如潜在的整合位点偏好性及脱靶效应仍需深入评估。通过开发新型杂交转座系统（如将转座酶与锌指蛋白或TALE效应器融合），有望实现更高精度的靶向整合。随着技术的不断革新与优化，转座子系统必将在重组蛋白工业化生产与下一代基因治疗药物的开发中扮演更为核心的角色，为生物医药领域带来新的突破。