2025.10.23

由美國Portal公司開發的創新型遞送平臺Gateway™系統，基於先進的機械擠壓穿孔技術，不僅在造血幹細胞的工程化改造中表現出色，還能高效遞送多種RNA類載荷（包括mRNA、siRNA、saRNA等）。該系統在原代免疫細胞及幹細胞的多重遞送中展現出低毒性、高存活率與廣譜細胞兼容性的優勢，大幅簡化了細胞工程改造流程。

Gateway™：模塊化設計實現精準高效遞送

Gateway™系統由兩部分組成：主機控製單元采用緊湊型臺式設計，可精確控製輸送參數，且能輕松置於生物安全櫃內操作；MicroBooster™則是針對不同細胞類型優化設計的遞送芯片，具備特定孔徑結構，確保各類細胞均能實現更高效率的外源載荷處理。

圖1. Portal機械擠壓穿孔技術工作原理

混合：將細胞與目標載荷（如 mRNA、RNP等）共同懸浮於溶液中；

擠壓：使細胞快速通過 Portal特殊設計的微流控芯片通道（孔徑約為細胞直徑的70%）；

進入：細胞在物理擠壓下發生瞬時形變，形成可自我修復的孔隙，周圍目標分子順勢進入細胞質；

恢復：細胞膜迅速修復，細胞恢復完整狀態。

整個過程快速、溫和，無需化學試劑或病毒載體，也避免了電擊對細胞造成的應激與損傷。

實驗數據驗證：高效遞送與功能實現

1. 高效遞送mRNA至多種免疫細胞

使用Gateway™系統向人類外周血單個核細胞 (PBMCs)遞送GFP mRNA 20小時後，流式細胞術檢測顯示細胞活性良好，且在T細胞、B細胞、NK細胞和單核細胞中均檢測到廣泛GFP表達。

2. 人類誘導多能幹細胞（iPSCs）中mRNA的高效表達

遞送GFP mRNA至人iPSCs 20小時後，通過熒光顯微鏡與流式細胞術均觀察到強GFP信號，細胞狀態保持穩定。

3. CD34+細胞中的基因敲低

遞送B2M siRNA至人類CD34+造血幹細胞40小時後，流式細胞術顯示B2M表達顯著下降，同時細胞存活率維持較高水平。

4. 初始T細胞中的高效多重遞送

從外周血單個核細胞中分離出初始T細胞，將GFP mRNA、熒光標記的葡聚糖聚合物和β2微球蛋白（B2M）CRISPR RNPs等多重載體遞送至初始T細胞。40小時後，使用流式細胞術評估mRNA和B2M蛋白的表達，證實該系統支持高效多重遞送。

5. CAR-T功能驗證

將CD19嵌合抗原受體（CAR）mRNA遞送至活化的T細胞中。轉染20小時後，采用流式細胞術檢測CD19 CAR的表達水平。隨後，將高表達CAR的T細胞與Raji細胞共培養，通過Cytotox96法檢測LDH釋放量，以評估CAR-T細胞的效應功能。

客戶應用案例

案例一：細胞重編程——驅動iPSC向神經元分化

研究人員使用Gateway™系統將Ascl1 saRNA及神經元5種轉錄因子（FoxA2, Lmx1a, Nurr1, Pitx3, EN1)）的mRNA遞送至誘導多能幹細胞（iPSCs）。14天後，細胞成功表達多巴胺能神經元標誌物酪氨酸羥化酶（TH）和成熟神經元標誌物MAP2（綠色箭頭所示），展現出神經元分化潛力。

案例二：減少預處理需求——增強HSC存活與歸巢能力

研究人員使用Gateway™系統將GFP或BCL-2（G101V）mRNA遞送至CD34+ HSC（造血幹細胞），並移植至NSG小鼠。結果顯示，突變BCL2能夠抵抗Venetoclax誘導的雕亡，顯著提升HSC存活與骨髓歸巢效率。

案例三：增強免疫細胞功能——改善T細胞表型與細胞毒性

研究人員使用Gateway™系統將膜結合型IL-2/12 mRNA遞送至T細胞，並移植至小鼠模型。5天後血液檢測表明，mbIL-2/12 T細胞比例顯著增加，證實其在改善T細胞記憶表型和增強細胞毒性方面具有潛力。

Gateway™系統技術優勢

強大的核酸遞送能力：支持mRNA、siRNA、saRNA、DNA、RNP復合物等多種核酸類載荷，並可實現多重遞送；

廣泛的細胞兼容性：覆蓋難轉染的原代免疫細胞（T、B、NK、單核細胞）及幹細胞（iPSC、CD34+ HSC）；

優異的細胞活性維持：低毒性、高存活率，保障細胞功能完整性;

便捷的流程整合：可無縫嵌入現有細胞生產流程，便於臨床及產業推廣。

未來展望

作為面向新一代細胞療法的先進技術，Gateway™系統在細胞治療、生物製造、再生醫學、診斷與分析以及高通量篩選等領域展現出巨大潛力。其在提升遞送效率、保障細胞活性及多重載荷兼容性方面的優勢，使其成為推動臨床轉化與產業化的關鍵工具，為未來精準醫療與規模化細胞工程提供堅實支撐。