[發(fā)明專利]基因轉(zhuǎn)染及表達(dá)停止系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110897323.5
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN113736646A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡亞欣;史元超;陳夢婷
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號: C12M1/42
• 分類號: C12M1/42;C12M1/38;C12M1/36;C12M1/34;C12M1/00;C12N15/87;G01N33/68
• 代理公司: 深圳中一聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44414
• 代理人: 黃志云

本申請?zhí)峁┝艘环N基因轉(zhuǎn)染及表達(dá)停止系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括控制主機(jī)、超聲空化控制模塊、運(yùn)動控制模塊及磁熱控制模塊，通過超聲空化控制模塊進(jìn)行超聲處理，誘導(dǎo)形成細(xì)胞膜孔，提高基因和磁納米粒子的入胞效率，從而實(shí)現(xiàn)外源性基因轉(zhuǎn)染增效；同時(shí)協(xié)同磁熱控制模塊實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)染細(xì)胞的熱殺死和基因表達(dá)停止，而不會對非轉(zhuǎn)染細(xì)胞產(chǎn)生傷害，該系統(tǒng)能夠在空間上、時(shí)間上進(jìn)行靈活控制基因轉(zhuǎn)染，轉(zhuǎn)染效率高，設(shè)備操作簡單，可以實(shí)現(xiàn)工作量小，使用安全，有利于廣泛應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于細(xì)胞生物學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基因轉(zhuǎn)染及表達(dá)停止系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

外源性基因轉(zhuǎn)染是將體外合成的具有生物功能的基因(包括DNA、反義寡核苷酸和RNAi)遞送到細(xì)胞內(nèi)，并使基因在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)生物功能的過程。其中，遞送基因進(jìn)入細(xì)胞的載體是提高基因轉(zhuǎn)染效率中極其關(guān)鍵的部分，現(xiàn)有基因轉(zhuǎn)染使用的載體可分為病毒載體和非病毒載體。

病毒載體具有傳遞自身基因組進(jìn)入細(xì)胞的能力，因此病毒載體的效率遠(yuǎn)高于非病毒載體。但病毒載體可能隨機(jī)整合或激活原癌基因，導(dǎo)致異常或無控制的細(xì)胞增殖，引起機(jī)體的免疫反應(yīng)，因此病毒載體的毒性及免疫原性大大限制了實(shí)驗(yàn)室中的基礎(chǔ)研究。而人工合成的非病毒載體轉(zhuǎn)染效率低，其生物相容性好、安全性高、成本低可大量生產(chǎn)制備，因此逐漸成為基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用的熱點(diǎn)。非病毒載體包括脂質(zhì)體、陽離子多聚物、納米粒子和微泡等。然而目前用于基因轉(zhuǎn)染的非病毒載體在進(jìn)行轉(zhuǎn)染過程中入胞效率較低，且無法有效控制目標(biāo)轉(zhuǎn)染的空間位置和區(qū)域大小，導(dǎo)致轉(zhuǎn)染技術(shù)無法較好應(yīng)用。

進(jìn)一步的，在基因轉(zhuǎn)染過程中，較難對基因轉(zhuǎn)染總區(qū)域和總劑量進(jìn)行控制，無法準(zhǔn)確地在基因轉(zhuǎn)染出現(xiàn)潛在風(fēng)險(xiǎn)的情況下，例如基因表達(dá)過多或者基因表達(dá)異常的情況下，無法靈活停止部分區(qū)域或整個(gè)區(qū)域的基因表達(dá)，影響基因治療的臨床安全性。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的在于提供一種基因轉(zhuǎn)染及表達(dá)停止系統(tǒng)及方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中基因轉(zhuǎn)染無法有效控制目標(biāo)轉(zhuǎn)染的空間位置和區(qū)域大小且無法靈活停止基因表達(dá)，導(dǎo)致基因轉(zhuǎn)染無法較好應(yīng)用的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述申請目的，本申請采用的技術(shù)方案如下：

第一方面，本申請?zhí)峁┮环N基因轉(zhuǎn)染及表達(dá)停止系統(tǒng)，包括控制主機(jī)、超聲空化控制模塊、運(yùn)動控制模塊和磁熱控制模塊；

所述超聲空化控制模塊包括超聲激勵(lì)生成裝置和超聲空化檢測裝置，所述超聲激勵(lì)生成裝置由所述控制主機(jī)控制用于釋放超聲信號并進(jìn)行空化激勵(lì)，所述超聲空化檢測裝置與所述控制主機(jī)相連用于檢測并收集超聲回波；

所述磁熱控制模塊由所述控制主機(jī)控制用于產(chǎn)生高頻交流磁場使磁納米粒子因磁滯效應(yīng)產(chǎn)熱而使得基因停止表達(dá)；

所述運(yùn)動控制系統(tǒng)包括三維運(yùn)動控制器，所述三維運(yùn)動控制器的一端分別通過連接件與所述超聲空化控制模塊及所述磁熱控制模塊連接，所述三維運(yùn)動控制器的另一端與所述控制主機(jī)連接，由所述主機(jī)控制所述連接件的空間位置和位移軌跡。

第二方面，本申請?zhí)峁┮环N基因轉(zhuǎn)染及表達(dá)停止方法，包括如下步驟：

將目的基因-微泡磁納米粒子復(fù)合物注射至轉(zhuǎn)染對象的目標(biāo)區(qū)域并垂直放置于超聲空化控制模塊的超聲空化探頭激勵(lì)范圍區(qū)域內(nèi)；

設(shè)置超聲激勵(lì)生成裝置的參數(shù)，利用所述超聲激勵(lì)生成裝置多次釋放超聲能量進(jìn)行基因轉(zhuǎn)染，并利用超聲空化檢測裝置對所述目標(biāo)區(qū)域的超聲回波進(jìn)行檢測，確認(rèn)目標(biāo)區(qū)域發(fā)生空化，將所述目的基因轉(zhuǎn)染至所述目標(biāo)區(qū)域，得到轉(zhuǎn)染產(chǎn)物；

對所述轉(zhuǎn)染產(chǎn)物進(jìn)行基因表達(dá)評估；

將所述轉(zhuǎn)染產(chǎn)物的要被停止基因表達(dá)的目標(biāo)區(qū)域垂直放置于磁熱控制模塊的磁熱探頭激勵(lì)范圍區(qū)域內(nèi)并進(jìn)行磁熱處理，停止基因表達(dá)。