近日，华南理工大学生物科学与工程学院朱伟教授联合华南师范大学胡家铭教授和北京航空航天常凌乾教授在国际著名期刊Journal of the American Chemical Society（IF=15.419）杂志上在线发表题目为“Living Cell Nanoporation and Exosomal RNA Analysis Platform for Real-Time Assessment of Cellular Therapies”的研究论文。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c02268

图1.细胞转染和外泌体RNA分析一体化纳米芯片构建及其细胞治疗实时评估示意图

离体细胞治疗主要包括细胞转染和效力测试。细胞转染的常用技术依赖于病毒载体，其过程具有高度随机性，通常会导致炎症反应或细胞死亡。此外，目前基于qRT-PCR、NGS、流式细胞术和基因微阵列芯片对转染细胞的效力测试涉及多个步骤，包括细胞培养、核酸提取、核酸扩增、荧光标记和数据分析等，需要几天时间完成整个过程。为了克服传统方法的这些缺陷，迫切需要开发能够准确地将治疗药物输送到单个活细胞并即时分析核酸表达以评估细胞治疗的平台。

在本工作中，团队将纳米通道电穿孔技术和基于外泌体的原位 RNA 表达分析技术相结合，构建了可同时进行活细胞纳米转染和外泌体RNA分析的一体化纳米芯片平台（图1），称为“细胞纳米孔和外泌体评估装置（CEAD）”。在 CEAD 中，纳米通道和微阵列可将单个细胞定位于多孔纳米通道中，从而将功能性药物快速准确地输送到细胞中。随后，束缚有纳米颗粒的生物芯片可以捕获细胞分泌的外泌体，同时实现对RNA的原位检测。该装置可以在单细胞水平上实现精确的剂量递送和细胞治疗的实时评估。CEAD装置在快速细胞转染和重编程、药物筛选和治疗质量控制等领域具有重大的应用前景。

该研究得到了国家自然科学基金、珠江人才计划创新创业团队项目和珠江人才计划青年拔尖人才项目等的资助。