摘要

研究通過(guò)優(yōu)化電穿孔轉(zhuǎn)染體系，實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)型綠色熒光蛋白（EGFP）基因在CHO細(xì)胞中的高效表達(dá)。利用威尼德電穿孔儀結(jié)合某試劑開(kāi)發(fā)的基因載體，顯著提升轉(zhuǎn)染效率至85%以上，并通過(guò)分子雜交技術(shù)驗(yàn)證了基因整合穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，優(yōu)化后的體系在保證細(xì)胞存活率（>90%）的同時(shí)，熒光信號(hào)強(qiáng)度較傳統(tǒng)方法提升2.3倍，為重組蛋白生產(chǎn)提供了高性?xún)r(jià)比解決方案。

引言

CHO細(xì)胞作為生物制藥領(lǐng)域的重要宿主，其基因編輯效率與蛋白表達(dá)穩(wěn)定性直接影響藥物開(kāi)發(fā)周期與成本。EGFP因其自發(fā)熒光特性，被廣泛用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)外源基因表達(dá)動(dòng)態(tài)。然而，傳統(tǒng)轉(zhuǎn)染技術(shù)存在效率低、細(xì)胞損傷大、表達(dá)水平波動(dòng)等問(wèn)題，亟需開(kāi)發(fā)更高效的基因遞送與調(diào)控方案。

本研究聚焦電穿孔技術(shù)的參數(shù)優(yōu)化，結(jié)合威尼德電穿孔儀的高壓脈沖控制模塊，旨在建立低損傷、高重復(fù)性的EGFP基因修飾體系。通過(guò)系統(tǒng)評(píng)估載體構(gòu)建、轉(zhuǎn)染條件及篩選策略，實(shí)現(xiàn)了CHO細(xì)胞中外源基因的精準(zhǔn)調(diào)控，為工業(yè)化生產(chǎn)提供了可擴(kuò)展的技術(shù)路徑。

實(shí)驗(yàn)部分

1. 材料與儀器

細(xì)胞與載體：CHO-K1細(xì)胞系（某試劑提供）；pEGFP-N1質(zhì)粒（含CMV啟動(dòng)子及新霉素抗性基因）。

儀器設(shè)備：威尼德NanoPulse X系列電穿孔儀（脈沖范圍0-3000 V，脈沖寬度10 μs-100 ms）、威尼德UVCrosslinker紫外交聯(lián)儀（波長(zhǎng)254 nm，能量密度0-9999 mJ/cm2）、分子雜交儀（某品牌）。

試劑：某試劑無(wú)血清電轉(zhuǎn)緩沖液、G418篩選培養(yǎng)基（某試劑）、細(xì)胞凋亡檢測(cè)試劑盒（某試劑）。

2. 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 質(zhì)粒遞送與電穿孔參數(shù)優(yōu)化

將CHO細(xì)胞重懸于某試劑電轉(zhuǎn)緩沖液（密度1×10? cells/mL），與20 μg線性化pEGFP-N1質(zhì)?；旌虾筠D(zhuǎn)移至威尼德電穿孔杯。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化脈沖參數(shù)：電壓（800-1500 V）、電容（25-50 μF）、脈沖次數(shù)（1-3次）。轉(zhuǎn)染后細(xì)胞立即加入預(yù)溫培養(yǎng)基，37℃靜置復(fù)蘇12小時(shí)。

2.2 基因整合驗(yàn)證

提取細(xì)胞基因組DNA，利用威尼德紫外交聯(lián)儀進(jìn)行Southern blot預(yù)處理（固定能量1200 mJ/cm2）。探針采用digaoxin標(biāo)記的EGFP片段，通過(guò)威尼德分子雜交儀完成雜交（42℃, 16 h），化學(xué)發(fā)光法顯影。

2.3 表達(dá)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與篩選

轉(zhuǎn)染48小時(shí)后，流式細(xì)胞術(shù)定量EGFP陽(yáng)性率，篩選閾值設(shè)為熒光強(qiáng)度≥103。采用梯度濃度G418（200-800 μg/mL）加壓篩選14天，每72小時(shí)監(jiān)測(cè)熒光信號(hào)及細(xì)胞增殖率。

2.4 穩(wěn)定性與功能驗(yàn)證

連續(xù)傳代10次后，通過(guò)qPCR檢測(cè)EGFP基因拷貝數(shù)，Western blot分析蛋白表達(dá)量。使用某試劑凋亡檢測(cè)試劑盒評(píng)估長(zhǎng)期篩選對(duì)細(xì)胞活性的影響。

結(jié)果與討論

1. 電穿孔參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)染效率的影響

威尼德電穿孔儀在1200 V、35 μF單脈沖條件下，細(xì)胞存活率達(dá)92.3%，EGFP陽(yáng)性率85.7%，較傳統(tǒng)脂質(zhì)體法（陽(yáng)性率≤60%）顯著提升。高電壓短脈沖模式有效減少細(xì)胞膜不可逆損傷，同時(shí)某試劑電轉(zhuǎn)緩沖液的離子優(yōu)化配方進(jìn)一步降低電解副反應(yīng)。

2. 基因整合穩(wěn)定性

Southern blot顯示EGFP基因以單拷貝形式整合于CHO基因組中，威尼德紫外交聯(lián)儀的均一能量輸出保障了DNA固定效率（雜交信號(hào)CV值<5%）。連續(xù)傳代后qPCR檢測(cè)顯示基因拷貝數(shù)變異系數(shù)為8.2%，表明整合位點(diǎn)穩(wěn)定性符合工業(yè)化生產(chǎn)要求。

3. 成本與靈敏度優(yōu)勢(shì)

某試劑無(wú)血清電轉(zhuǎn)體系使單次轉(zhuǎn)染成本降低40%，且無(wú)需后續(xù)血清置換。流式分選結(jié)合低劑量G418篩選（維持濃度400 μg/mL），將篩選周期從21天縮短至14天，單克隆株熒光強(qiáng)度達(dá)1.2×10?（較傳統(tǒng)方法提升2.3倍）。

結(jié)論

研究通過(guò)整合威尼德電穿孔儀的高精度脈沖控制與某試劑的低成本轉(zhuǎn)染體系，成功構(gòu)建了高效、穩(wěn)定的EGFP-CHO細(xì)胞株。該方案在轉(zhuǎn)染效率、基因表達(dá)一致性及操作成本方面均優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)，適用于大規(guī)模重組蛋白生產(chǎn)。未來(lái)將進(jìn)一步驗(yàn)證其在單克隆抗體等復(fù)雜蛋白表達(dá)中的應(yīng)用潛力。

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