常见的重组表达技术可简单分为瞬时转染和稳定细胞系构建。
瞬时表达最常见的手段是通过转染试剂将质粒送入细胞，使其在胞内表达目的基因（图.1）。瞬时转染的速度、灵活性和成本效益使其成为紧急或时间敏感实验的理想选择。然而，瞬时表达的短暂性使其最适合小规模和短期研究。
瞬时表达目前被广泛应用于各种领域。它作为一种快速、灵活的方法用于生产蛋白质，能够快速进行功能研究、结构分析和生化测定。它还促进了报告基因测定，允许实时监测基因表达动态和细胞信号通路。
在生物制药领域，瞬时表达在生成用于临床前调查和测定开发的治疗性蛋白质、抗体和疫苗方面发挥着关键作用。此外，这种类型的表达通过使用RNA干扰和CRISPR/Cas9等先进分子技术，通过敲低/敲除或过表达研究来阐明基因功能，对于研究细胞通路和反应非常有用。但是瞬时转染无法实现表达均一性，甚至不同的顺转实验会产生不同的表达结果，进而导致下游的测试结果不可信。
图 1. 典型的通过转染试剂进行瞬时转染的试验机理
稳定表达系统为一系列科学工作提供了多功能解决方案（图2），包括大规模蛋白质生产和长期药理学研究。这些系统为生成大量治疗性蛋白质或工业酶提供了可靠的平台，满足了生物制药生产和工业过程的需求。
通过提供长期一致的蛋白质生产水平，稳定表达促进了对遗传调控机制的深入研究，并实现了疾病建模和临床前研究的持续蛋白质表达。尽管设置过程复杂且需要投资时间，但稳定表达系统提供了可靠的蛋白质产量，并在推动我们对细胞过程和疾病通路的理解方面发挥着关键作用。
但是，稳转细胞系的建立需要投入大量的时间，耗费大量的成本，往往一个稳定细胞株的构建就需要6-8周时间（图2）。同时，单个稳转细胞株的目的基因表达量往往是固定的，想要不同表达水平的细胞，则需要筛选不同的细胞株，这大大降低了该技术的灵活性。
图 2. 稳定细胞系的构建流程
瞬时表达的优点
无需选择性筛选或克隆分离：与稳定表达不同，瞬时表达不需要进行选择性筛选或分离步骤，从而节省了时间和资源。这一特点使得研究人员能够更快地推进实验进程。
基因表达迅速：瞬时表达的主要优势之一是速度。这种表达方式不需要将外源基因整合到宿主基因组中，因此可以迅速生产蛋白质。特别是当使用mRNA转染方法时，由于不需要转录过程，蛋白质表达可以在转染后仅6小时就被观察到。通常，细胞可以在转染后24至96小时内收获，这对于需要快速获得蛋白质产物的实验尤为有利。
灵活性：瞬时表达在实验设计上提供了很大的灵活性。研究人员可以轻松地修改表达载体或实验条件，而无需生成细胞系。此外，既可以使用RNA转染方法，也可以使用DNA转染方法，这为研究人员提供了一个多功能的工具箱，可以根据实验需求选择合适的转染策略。
降低基因组整合风险：由于引入的外源DNA不会永久整合到宿主基因组中，瞬时表达将非预期遗传改变的风险降至最低。
成本效益：与稳定表达方法相比，瞬时表达通常更具成本效益，因为它需要的资源更少，实验时间更短，并且通常可以实现高水平的蛋白质表达。
瞬时表达的缺点
表达水平不稳定：由于转染效率或细胞存活率等因素，实验或批次之间的蛋白质表达水平可能不一致。为了解决这个问题并实现一致的蛋白质产量，可能需要多轮试验来优化协议。
表达均一性低：不同细胞质检对于同一个基因的表达水平参差不齐，导致下游检测结果难以统一，不同批次的实验质检的结果也难以统一（图5）。
短暂性：蛋白质在瞬时表达中的表达是短暂的；在几天内，宿主细胞中存在的核酸酶会降解外源遗传物质。并且，由于转染的DNA不会传递给子代细胞，细胞分裂会稀释表达的蛋白质，使其更难检测和收获，并且随着时间的推移产量会降低。
放大挑战：将瞬时表达放大用于大规模蛋白质生产可能具有挑战性，这使得与稳定表达系统相比，在大规模下瞬时表达的成本效益较低。
稳定表达的优点
持续表达：将转染的DNA整合到宿主细胞基因组中会导致永久性的遗传改变，这些改变会传递给子代细胞，从而实现稳定、持续的表达。
降低变异性：一旦建立，稳定细胞系在蛋白质表达方面与瞬时表达系统相比变异性更小，提供更一致的产量，批次间变异性更小。
大规模生产：由于长期持续的蛋白质生产，稳定细胞系提供更一致的产量，因此更适合大规模生产。
均一性高：稳定细胞系对目的基因的表达相比瞬时转染的均一性更高，往往在单个细胞上的表达量稳定且波动较低（图3）。
图 3. 稳定细胞系的均一性在flow cytometry实验中的典型体现
稳定表达的缺点
耗时：与瞬时表达相比，生成稳定细胞系需要更多的时间和努力。这涉及多个步骤，包括稳定细胞系的筛选、扩增和验证。多个步骤的要求使得稳定表达对于小规模和短期研究效率较低。
具有挑战性的转染过程：建立稳定细胞系所涉及的转染过程通常比瞬时表达更具挑战性。成功将表达载体整合到宿主基因组中是一个罕见事件，可能需要优化转染条件，如细胞密度、转染试剂和选择标记。
选择压力：选择稳定细胞系的过程通常涉及使用选择性压力，如抗生素或特定生长因子。这可能会给细胞带来额外的压力，潜在地影响其生长和生产率。
整合效应：外源DNA整合到宿主基因组中可能导致位置效应，潜在地降低基因表达水平并诱导基因组不稳定。这可能导致染色体重排或突变，从而损害细胞行为或产品质量。
StableMimic
针对瞬时转染和稳定细胞系的优缺点，纳博生命推出StableMimic平台（图4），通过特殊的瞬时转染技术，在短时间内获得均一的基因表达水平，模拟稳定细胞系的表达特点，同时可以随意调节基因的表达水平，使得对抗体或其他结合物的亲和力检测更加准确，同时能够让基因表达后的生物学表型更加稳定。
图 4. StaleMimic技术流程
我们尝试了在不同的细胞系中表达CLDN6基因，包括293T细胞和K562细胞。其中K562是一种使用传统的以转染试剂为媒介的技术非常难转的悬浮血液瘤细胞，StableMimic不仅展现了同293T同样水平的转染效率，更体现了均一的转染效果，这种均一的转染效果非常类似稳定细胞系的表达表型（图 5）。我们通过BMK抗体对CLDN6进行了检测，证明了StableMimic技术表达的目的基因具有正确的、可被识别的生物学结构。
图 5. StableMimic在293T和K562中体现了良好的转染均一性，与稳定细胞系表型高度一致
StableMimic同时体现了可控的细胞表达量，我们不仅可以实现对目的基因的高表达，还可以在一定范围内实现线性的表达水平，实现目的基因表达量的精确可控性（图6）。
图 6. StableMimic表现出良好的线性表达结果
实验结果证明，StableMimic不仅可以很好地模拟稳转细胞系的均一性，并保持正确的生物学结构，还可以调节目的基因的表达水平，满足不同的测试场景。而传统的稳转细胞株的目的基因表达水平基本固定，想要更高或更低的目的基因表达，需要筛选、制备不同的稳转株，这无疑需要更多时间和经济的投资。
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