无向量 DNA 转染通过核膜机械穿孔
生物物理
2025-10-06 v1
摘要
细胞的基因工程在治疗不可治愈疾病方面具有多种应用。质粒 DNA 是细胞工程中流行的核苷酸选择，因其低成本和稳定性而受青睐。然而，质粒 DNA 必须存活细胞胞质中存在的保护机制，才能进入细胞核进行翻译。许多现有方法，如化学-based 和病毒-based 递送，都因核苷酸载体本身而存在缺点。机械方法是递送核苷酸的另一种选择，通过物理方式在细胞内产生通路来递送货物。然而，在大多数系统中，细胞膜通路太小，无法递送大型货物，或穿孔过程导致细胞活性低下。在本研究中，我们提出了一种具有集成高长宽比纳米结构的微流控装置，可可重复地破坏细胞膜和核膜。这些尖尖的纳米锥刺刺 Penetration 足够深入细胞，允许将货物直接输送到细胞核内，但仍允许细胞在处理后恢复。我们展示了该装置在维持高活性的同时，将货物递送到多种细胞类型的能力。然后，我们演示了由于将裸 DNA 直接输送到细胞核而导致的快速表达发生，这种表达速度可与微注射相当，但具有显著更高的通量。我们设想将该装置用作快速生产大量基因工程细胞的工具，以治疗各种疾病。
引用
@article{arxiv.2510.02468,
title = {Vector-free DNA transfection by nuclear envelope mechanoporation},
author = {Leyla Akh and Apresio K. Fajrial and Benjamin Seelbinder and Xin Xu and Wei Tan and Jill Slansky and Corey P. Neu and Xiaoyun Ding},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.02468},
year = {2025}
}