基本原理：

這種新型CHAMP技術的特殊性來自于雙功能陽離子生物聚合物由三個部分組成，每個部分具有不同的特性和功能。

（1）聚合物附近的第一部分將DNA結合和縮合到前-所-未有的水平，并有助于細胞質遞送。

（2）第二部分是pH響應性和可切割的接頭，通過促進內體膜的不穩(wěn)定來改善細胞傳遞。

（3）具有確定和優(yōu)化的分子量的第三部分用作DNA屏蔽和核攝取促進劑。 每個部分的分子量和長度（對于每種類型的聚合物是唯1的）是與整體轉染效率相關的重要參數。  

工作原理：

保護和血清穩(wěn)定性

OZ Biosciences的新型CHAMP聚合物Helix-IN的設計使帶正電荷的復合物在溶液中保持穩(wěn)定，不會隨時間推移而聚集。

對CHAMP聚合物的結構、多胺組成和接枝密度進行微調和優(yōu)化，以將聚合物放置在溶解度不受時間影響的精確界面處。此外，親水基團被巧妙地布置在聚合物中，以降低與帶負電荷的血清蛋白（白蛋白......）的相互作用，從而更有效地定義基因載體。

聚合物保持完整，DNA被保護免受降解...

這種帶正電荷的雙功能聚合物具有增強的DNA結合性能，可以在一定程度上保護DNA；正的DNA/聚合物電荷比使DNA與聚合物結合，在保護核酸不被血清酶降解方面發(fā)揮關鍵作用。OZ Biosciences設計了這種聚合物，即使在50%胎牛血清中37°C孵育24小時也不會觀察到DNA降解。  

細胞攝取

陽離子復合物主要通過靜電相互作用與細胞膜結合，并且大多數復合物通過內吞作用途徑（巨胞飲作用、吞噬作用、內吞作用）被細胞攝取。有文獻記載內吞作用的途徑之一是由網格蛋白介導的。

一旦被內吞，復合物被內吞在早期的核內體中，pH從7.4（細胞表面）下降至6.0（核內體腔內）。隨著核內體進入晚期，pH值將降至5。  

內體逃逸和DNA釋放

聚合物通過與“質子海綿"效應相關的陽離子聚合物緩沖能力逃避核內體并將其攜帶物釋放到核中。

在酸性介質中充當弱堿的可質子化胺使核內體內的pH不穩(wěn)定：一旦進入核內體，特異性ATP酶會產生大量質子流入，這些質子被聚合物緩沖。大量和持續(xù)的質子流動伴隨著氯離子的被動進入，導致水的積累。因此，囊泡膨脹直到內體破裂，其內容物被遞送到細胞質中。

第一聚合物嵌段起此作用。此外，pH響應性和可切割的疏水部分增加了補充功能。實際上，隱藏在生理pH值下的連接體在酸性pH值下會暴露出來，導致其裂解和疏水區(qū)暴露，從而促進內體膜融合/不穩(wěn)定。

在這個階段，幾個重要的缺陷可能會影響轉染效率：（1）DNA從核內體逃逸的能力是轉染的主要限制之一；（2）通常認為，DNA必須迅速導入細胞核以避免細胞質降解；（3）核內體(也在細胞表面)中存在細胞傳感器，可以識別外源核酸并誘導抑制轉染的保護性反應。  

運輸和核內部化

一旦從核內體釋放出來，多聚體必須經由微管或通過核輸入機制迀移到細胞核。通常，大分子DNA（>3000bp）和聚合物幾乎保持不動，因為向細胞質的擴散依賴于尺寸大小，并且許多細胞質核酸酶會降解核酸。由于仍與雙功能聚合物的第三部分結合，較小的帶正電荷的聚合物可以與陰離子微管或馬達蛋白相互作用，或以隱形模式擴散，直到它們發(fā)生核攝取。在所有這些過程中，DNA被掩蓋并被保護不被降解。

永生化細胞進入核的最-明顯方式是在有絲分裂期間，發(fā)生細胞物質的再分布并且核膜被破壞，然而，并非所有細胞都遵循增殖模式。到目前為止，對復合物載體的核導入知之甚少。 一旦DNA到達細胞核，它就會從帶正電荷的聚合物的第二部分釋放出來，分子量和接枝設計的目的是改善轉染。

艾美捷 HELIX-IN DNA轉染試劑 研究：

HX10100 HELIX-IN DNA TRANSFECTION REAGENT 100uL 基因表達 用于細胞系和難轉染細胞的廣譜轉染試劑

HX10500 HELIX-IN DNA TRANSFECTION REAGENT 500uL 基因表達 用于細胞系和難轉染細胞的廣譜轉染試劑

HX11000 HELIX-IN DNA TRANSFECTION REAGENT 1mL 基因表達 用于細胞系和難轉染細胞的廣譜轉染試劑

HELIX-IN DNA轉染試劑應用：

主要用途是用于體外和體內應用的DNA轉染。CHAMP技術增加了轉染量：更多的DNA進入細胞，DNA以隱形模式尋址到細胞核，而不會引起細胞的警覺和應激......該試劑是優(yōu)先粘附的永生化細胞系的理想選擇，如HEK-293，NIH-3 T3，CHO，COS，HeLa，MCF 7，MEF，RPE-1，C2C12....

它非常適合多個DNA的共轉染。在體內，DNA被濃縮并保護成小的多聚物，限制免疫應答，并能夠通過循環(huán)系統(tǒng)導航，直到它們被遞送。  

如何使用HELIX-IN聚合物轉染試劑？

該protocol是一個非常簡單明了的程序，大體流程如下：

根據細胞類型，轉染試劑以1：1至3：1的比例（每?g DNA 1?L至每?g DNA 3?L）直接與DNA混合。孵育30分鐘后，Polyplexes和boost被添加到細胞上。   

這30分鐘的孵育時間是該方案的基石，允許完-全壓縮和保護DNA。

在納米顆粒/DNA復合物自組裝過程中，至少等待30分鐘才能使共聚物和DNA形成穩(wěn)定的超分子納米顆粒。由于共聚物的多部分性質，形成和穩(wěn)定復合物的時間略長于“簡單"聚合物，“簡單"聚合物形成更快（10-20分鐘）。

HELIX-IN DNA轉染試劑引用文章鑒賞：

Solinger, J.A., Rashid, HO. & Spang, A. FERARI and cargo adaptors coordinate cargo flow through sorting endosomes. Nature Communications13, 4620 (2022).（使用OZ Biosciences的HELIX-IN聚合物轉染試劑）

Cadena del Castillo, C.E., Hannich, J.T., Kaech, A. et al. Patched regulates lipid homeostasis by controlling cellular cholesterol levels. Nature Communications12, 4898 (2021). （使用OZ Biosciences的HELIX-IN聚合物轉染試劑）

Liu, X., Salokas, K., Weldatsadik, R.G. et al. Combined proximity labeling and affinity purification?mass spectrometry workflow for mapping and visualizing protein interaction networks. Nature Protocols15, 3182–3211 (2020). （使用OZ Biosciences的HELIX-IN聚合物轉染試劑）

Liu, X., Salokas, K., Tamene, F. et al. An AP-MS- and BioID-compatible MAC-tag enables comprehensive mapping of protein interactions and subcellular localizations. Nature Communications9, 1188 (2018).（使用OZ Biosciences的HELIX-IN聚合物轉染試劑）