HEK293T細胞とゼブラフィッシュ胚におけるポリエチレンイミンを用いた細胞外ナノベシクルによる遺伝子導入の促進

Extracellular Nanovesicle Enhanced Gene Transfection Using Polyethyleneimine in HEK293T Cells and Zebrafish Embryos.

• Zhenzhen Zhang
• Kai Wen
• Chao Zhang
• Fabrice Laroche
• Zhenglong Wang
• Qiang Zhou
• Zunfeng Liu
• Jan Pieter Abrahams
• Xiang Zhou

抄録

遺伝子導入試薬の効率化や毒性を低減するために注目されている。細胞から放出される細胞外ナノベシクル（EV）は、細胞間のコミュニケーションに重要な役割を果たしており、細胞間の遺伝子交換のために自然に設計されています。本研究では、ポリエチレンイミン（PEI）を用いたGFPコードプラスミドのHEK293T細胞へのトランスフェクションにおいて、EVが大きな効果を発揮することを明らかにした。特定の濃度範囲のPEIでは、トランスフェクション効率が約500%向上し、毒性が低下した。また、同じプラスミドをゼブラフィッシュ胚にトランスフェクションする際にも、EVは大幅に改善された。この遺伝子導入アプローチの一般性を検証するために、2つの他のプラスミド（EpTENおよびELuc）と別の細胞株（A549）を用いて、細胞生存率および遺伝子導入効率を試験した。その結果、遺伝子導入効率の向上が確認されたことから、現在のPEIをベースとした遺伝子導入技術の品質向上のためにEVが有望な候補となった。

It is a hot topic to improve efficiency and decrease toxicity of gene transfection reagents. The extracellular nanovesicles (EVs) that are released by cells play an important role in intercellular communication and are naturally designed for genetic exchange between cells. Here, we show that the EVs have a large beneficial effect in polyethyleneimine (PEI)-mediated transfection of a GFP-encoding plasmid into HEK293T cells. An improvement of transfection efficiency of ~500% and a decrease in toxicity were observed in a specific concentration range of PEI. The EVs also greatly improved the transfection of the same plasmid into zebrafish embryos. To verify the generality of this gene transfection approach, we also tested the cell viability and gene transfection efficiency using two other plasmids (EpTEN and ELuc) and in another cell line (A549). The measured increase in transfection efficiency makes EV a promising candidate for enhancement of the quality of current PEI-based transfection technique.

Copyright © 2020 Zhang, Wen, Zhang, Laroche, Wang, Zhou, Liu, Abrahams and Zhou.