近日，深圳大学医学部生物医学工程学院医学超声关键技术国家地方联合实验室胡亚欣老师在声学顶级杂志《Ultrasonics Sonochemistry》（声学排名第一，中科院一区，TOP期刊）上发表了题为《Improving DNA vaccination performance through a new microbubble design and an optimized sonoporation protocol》的研究论文。医学部生物医学工程专业研究生史元超和翁炜雄为共同第一作者，胡亚欣老师为通讯作者，深圳大学为唯一完成单位。

核酸疫苗因其快速研发周期在应对突发大规模传染病（例如Covid-19）方面展现了重要医学价值。相比于mRNA疫苗，DNA疫苗更具温度稳定性、抗降解性和较低生产成本。值得注意的是，现有DNA疫苗免疫技术仍面临在体转染效率较低和免疫原性较低的挑战。胡亚欣老师长期致力于研究微米级细胞膜声孔介导外部基因进入细胞的精准转染技术。具体方法如图所示，微泡在超声激励下发生振荡和爆破，此过程产生的微流和微射流可以实现细胞膜微米级声穿孔（白色箭头所示），从而高效地打开细胞膜屏障和实现基因递送。

本论文首次报道了一种新型微泡结构，具体为将纳米级DNA/PEI复合物负载到阳离子微泡上，在显著提高单个微泡DNA负载能力的同时，可以更高效递送DNA进入细胞。小鼠肌肉转染结果证明，声孔方法将荧光素酶报告基因的表达水平提高了40.9倍。通过全面优化诱导声孔的超声脉冲参数和转染方案，进一步将基因表达水平提高了43.6倍。此外，肌肉组织免疫荧光染色结果显示，声孔本身具有高效激活MHC-II阳性免疫细胞的物理佐剂作用。使用乙肝DNA疫苗进行动物免疫实验，发现声孔诱导的血清抗体水平对比于直接注射有显著升高，并且高水平抗体持续时间超过56周。最后，全基因组重测序结果显示声孔介导的400天稳定高表达的外部基因并未发生基因组插入。论文工作展现了声孔方法在实现高效、安全 DNA 疫苗免疫方面的技术先进性。

该研究得到了国家自然科学基金面上项目“声致穿孔效应介导DNA疫苗转染与免疫激活的关键参数与规律研究”和深圳市基础研究项目的支持。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1350417723003978