目前核酸递送系统的局限性之一是无法深入穿透组织和***,如实体瘤和大脑。通常情况下,只能到达并转染细胞的外层,从而导致***效果不佳。爱泼斯坦巴尔病毒(EBV),一种人类**病原体,似乎通过劫持**微环境中的外泌体进行细胞间通讯来克服这一点。外泌体是小的膜囊泡(40 ~ 200nm),起源于内吞。在被释放到细胞外环境后,由于其表面存在细胞识别分子,它们可以与邻近细胞融合。外泌体外泌体是细胞间mRNA、小rna (miRNA)和信号因子的载体,通过经历细胞内化和释放的几个周期,能够跨越几层组织。它们可以由多种细胞分泌,包括肿瘤细胞、树突状细胞、B细胞、T细胞、上皮细胞和神经元。利用外泌体途径的一种潜在方法是将脂质体核酸重新包装到外泌体中。这可以通过靶向外泌体特异性的膜蛋白(如四跨蛋白和膜联蛋白)并启动脂质体和外泌体之间的融合事件来实现。不同种类的纳米颗粒转染细胞系后,产生不同的效率、毒性和组织特异性。肺转染试剂便宜
脂质复合物(CLNACs)通过网格蛋白参与的内吞作用进入细胞,并被困在核内小体中,从这些囊泡结构中释放出来,进入核周区域,***进入细胞核。内吞作用在一定程度上取决于脂质体载体的物理化学性质。Friend和同事描述了可能由脂质体与核膜融合而形成的囊泡和网状核内膜。**近有研究表明,很大一部分从核内体释放到细胞质质的质粒由于与细胞质中的大离子凝聚剂结合而失去活性。这可能解释了脂质转染所观察到的低且可变的转染率。虽然这些脂质载体从细胞外部到细胞核的路径尚未完全确定,但核酸能够产生其效果本身就是一项惊人的壮举。至少对于质粒而言,较小的结构体比较大的质粒具有更高的转染率。核酸外排,虽然不是常见的报道,但也被证明会发生。体内转染试剂价格与DNA转染类似,RNA可以通过基于RNA的病毒或非病毒载体导入真核细胞。
基因注射包括通过注射将所需的核酸物质直接输送到宿主细胞核中。当细胞转染具有挑战性时,特别是当需要对宿主细胞进行遗传修饰时,这种方法是一种很好的替代方法。与其他非病毒基因传递方法一样,没有一种方法可以适用于所有不同的细胞类型,选择合适的细胞类型和核酸大小对于确保基因注射的成功至关重要。例如,先前的一项研究报道了成功生成表达cre重组酶(大小~1,000bp)的转基因小鼠细胞系。另一方面,在一项体内研究中,表达转基因的小鼠肌纤维数量与注射次数和给药质粒剂量相关。另一项体外研究进一步支持了这一观点,该研究报道了表达报告基因的宿主细胞的数量与注入细胞的核酸量密切相关。此外,微针的大小、形状和额外涂层的存在也会影响基因注射的效率,因为有报道称,涂有微颗粒的小尺寸微针(<10毫米)能够顺利地将所需的货物输送到皮肤的角质层。
人类原代干细胞是另一种公认的难以转染的细胞类型,转染这种细胞类型的比较大挑战仍然是效率低和细胞活力低。2015年,王等报道了Lipofectamine 2000和XtremeGENE HP等转染试剂在人牙周韧带干细胞中的转染效率非常低(<6%),而阳性对照慢病毒载体的转染效率约为95%。与同一研究中采用的磁辅助转染技术相比,后者表现出更高的转染效率(~11%)和更低的毒性。在另一项涉及人骨髓间充质干细胞(hBM-MSC)的研究中,Lipofectamine LTX被证明比TransIT-2020、Lipofectamine 3000和聚乙烯亚胺(PEI)等其他试剂产生比较好的转染效率(至少高出三倍),但细胞存活率较低(<50%)。相比之下,使用TransIT-2020试剂可能会获得更好的结果,该试剂的效率约为30%,细胞回收率高达90%,细胞干性约为95%。另一个难以转染干细胞的例子是诱导多能干细胞(iPSCs)。在一项比较转染人类ipsc衍生心肌细胞(hiPSC-CMSs)的不同非病毒方法的研究中,与其他试剂(Lipofectamine 3000、Lipofectamine 2000和基于pei的非脂质体试剂TransporterTM5和PEI25)相比,Lipofectamine STEM显示出更高的转染效率(高达32%),其效率低于20%。纳米颗粒的主要特性使它们能够用于细胞转染。
脂质颗粒的加入导致内体DNA释放增加。Delgado等人通过在肾细胞中添加鱼精蛋白,设法提高了固体脂质纳米颗粒的转染效率,但与不添加鱼精蛋白的对照组相比,相同的多功能单元,DNA/鱼精蛋白/SLN(固体脂质纳米颗粒),降低了HEK 293细胞系(人胚胎肾细胞)的转染效率。这给了我们希望,通过加入必要的配体的可能性,使用纳米颗粒的转染可能会调整到给定的细胞类型。Bahrami et al.经表明,不同种类的纳米颗粒以不同的方式与细胞膜结合。形成这些键的差异取决于它们的球形或非球形形状,也取决于不同纳米颗粒所表现出的各种粘附电位以及它们进入后引起的膜形状变化。Prabha等人的实验表明,纳米颗粒的大小对COS-1(非洲绿猴肾细胞)和HEK 293细胞系的转染效率有***影响:使用较小的纳米颗粒时,转染效率分别是使用较大纳米颗粒的27倍和4倍。在两种分散体中,小颗粒和大颗粒的细胞摄取、表面电荷和DNA释放是相同的,这表明使用纳米颗粒进行基因传递的效率受到许多因素的影响,它们的使用应该根据细胞类型和应用条件进行具体调整。此外,用作纳米颗粒分散剂的不同物质,如十六种不同类型纳米颗粒的猪肺表面活性剂和牛血清白蛋白,对其在溶液中的团聚有***影响。流式细胞术可以更精确地定量表达特定荧光基因的细胞,以评估转染效率。北京转染试剂定做
基于病毒的转染,或者更具体地称为转导,涉及使用病毒载体将特定的核酸序列带入宿主细胞。肺转染试剂便宜
在一项将质粒DNA转染到HUVEC中的研究中,使用包括Effectene和FuGENE 6在内的非脂质体试剂比脂质体试剂DOTAP(18%)产生了更好的转染效率(34%和33%)。在另一项用质粒DNA转染HUVEC的研究中,与Effectene和FuGENE 6或HD等非脂质体试剂(48小时时均<20%)相比,脂质体试剂显示出更高的转染效率(Lipofectamine LTX在48小时时约为38%,Lipofectamine 2000在48小时时约为23%)。在这些研究中,基于脂质体和非脂质体的试剂转染HUVECs的效率无法得出结论,主要是由于所用试剂的范围存在差异。然而,一致的观察结果表明转染效率仍然存在无论使用何种试剂,低于40%无疑暗示原代细胞是一种难以转染的细胞类型。肺转染试剂便宜