化学转染可分为基于脂质体或非基于脂质体。基于脂质体的转染试剂是一种化学物质,它能够形成带正电的脂质聚集体,这些聚集体可以与宿主细胞的磷脂双分子层顺利融合,从而允许外来遗传物质以**小的阻力进入。另一方面,非脂质体转染试剂可进一步分为几类,包括磷酸钙、树状大分子、聚合物、纳米颗粒和非脂质体。磷酸钙是转染中使用的低价的化学物质之一,转染涉及将带正电的钙离子(Ca2+)与带负电的核酸结合,形成沉淀,然后被宿主细胞吸收。然而,磷酸钙转染的成功率较低,需要事先优化才能达到较高的转染效率。树状大分子是三维的、高度支化的有机大分子,可以与核酸形成复合物,作为一种替代的非脂质体转染试剂,它优于磷酸钙。然而,使用树状大分子的转染效率仍然低于病毒载体和脂质体试剂。阳离子聚合物也可以与带负电荷的核酸形成复合物,这有助于细胞通过内吞作用吸收遗传物质。与病毒载体相比,阳离子聚合物产生的细胞毒性较小,但效率也较低。纳米颗粒由于其体积小,增强了核酸进入宿主细胞的能力,正在成为非脂质体转染的替代选择。肌内注射脂质体不能引起强烈的毒性反应,这与肺内或静脉注射途径的情况不同。PEI 转染试剂教做
转染是将外源核酸送入细胞的过程,其目的是使外源基因编码的蛋白能够在细胞中表达。这些编码序列通常由质粒DNA携带到细胞中,以研究其未知的功能或用于特定的***目的。此外,降低基因表达的siRNA也是核酸转染的靶标。通过siRNA的敲低作用,研究人员可以操纵愈合基因的表达来研究基因的功能和相互作用。siRNA在**研究、基因***、组织工程等方面发挥着重要作用。mRNA曾被认为不适合用于基因***药物,因为它易于降解。然而,研究人员通过化学修饰提高了其稳定性,使其成为表达外源基因的理想核酸药物。mRNA疫苗已用于预防COVID-19,许多用于*****的mRNA药物正在开发中。裸核酸分子被细胞吸收的效率极低。这是因为核酸是亲水、带负电的生物分子,难以接近疏水、带负电的脂质细胞膜。因此,核酸分子必须通过载体传递到细胞中。核酸载体有两种:病毒载体和非病毒载体。在转染有效性和包装能力方面,病毒载体表现良好。然而,病毒载体的缺点也不容忽视,比如容易引发炎症反应和基因突变。而非病毒载体的材料来源丰富,化学结构可控,易于大量制备;因此,它们在核酸转染中具有不可替代的作用。PEI 转染试剂教做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挑战仍然是效率低和细胞活力低。
纳米颗粒,由于其在DNA转运到细胞中的保护能力,在不久的将来可以用作转基因的非病毒载体。通过将纳米粒子与许多不同的配体和化合物连接来修饰纳米粒子,有助于改善它们在细胞内的运输。将纳米颗粒靶向到细胞内的特定位置,配子和胚胎,可以通过磁转染来实现。尽管与市售的用于体外培养细胞的转染试剂相比,使用纳米颗粒转染具有相当的效率和更低的细胞毒性,但仍需要证明以这种方式传递DNA会导致体内相似水平的基因表达,特别是考虑到该技术可能导致副作用。
超声辅助转染涉及在宿主细胞膜上制造微小的孔,以促进核酸(包括DNA和RNA)的传递。与前一种策略类似,超声照射的暴露时间、脉冲数和密度也被报道与转染效率成比例相关,直至达到阈值。超过耐受极限,细胞存活率和转染效率可能会下降。同样,增加核酸的数量也可以提高超声辅助转染的转染效率。在同一项研究中,超声转染悬浮培养的人293T细胞比转染贴壁培养的相同细胞类型更容易。然而,这一观察结果与另一项研究的结果不一致,该研究报告在悬浮或单层条件下培养的转染大鼠细胞数量没有***差异。值得注意的是,后一项研究还报道了单层培养的大鼠细胞在转染后保持较高的细胞活力。然而,这两项研究的不一致结果表明,超声穿孔的比较好培养条件可能因使用的细胞系不同而异。在另一项研究中表明超声转染效率因使用的细胞类型而异,Hela和T-24细胞系的超声转染效率优于PC-3、U937和Meth A细胞系。因此,细胞类型的选择是影响超声转染效率的另一个因素。评估转染效率至关重要,特别是在需要高转染效率以保证特定下游靶标转录后调控的功能研究中。
质子泵抑制剂可以通过基于从一个供体蛋白到受体蛋白的能量转移的物理测量来评估,也可以通过化学测量来评估,在化学测量中,表达的蛋白质与另一种蛋白质之间的相互作用活性可以在刺激时通过适当的报告系统来检测。后一种基于荧光素酶的方法被称为生物发光共振能量转移(BRET),它是荧光共振能量转移研究质子泵抑制剂的替代方法。多个质粒的共转染也可以应用于转染,其中包括将编码Cas9蛋白和引导RNA的质粒递送到宿主细胞,使用CRISPR/Cas9基因组工程系统进行基因组编辑。除了使用多个质粒外,双链载体是另一种将不同基因传递到宿主细胞的方法。双链载体是一种能够表达两种不同基因的载体,通过一个内部核糖体进入位点连接,只有一个启动子。转染试剂的冻融被认为是另一个可能影响转染效率的潜在因素。悬浮细胞转染试剂检测
选择合适的转染试剂可能取决于几个因素,包括转染核酸的类型和转染的复杂性(单转染或共转染)。PEI 转染试剂教做
影响物理转染或机械转染效率的因素在很大程度上取决于这些方法的基本原理。例如,电穿孔技术依赖于电场来增加宿主细胞膜的通透性,以内化外来核酸。因此,电穿孔过程中的电压和持续时间是决定电穿孔成功与否的重要因素。施加高压的长时间电穿孔可能会导致细胞损伤并降低转染效率。通过增加电脉冲的数量也可以提高电转染效率,但这可能会降低细胞活力。另一方面,电转染效率取决于所使用的细胞类型,每当要电转染一种新的细胞类型时,应优化电穿孔条件。一些细胞如T淋巴细胞,即使在标准的电穿孔条件下也可能转染不良,而电转染成纤维细胞通常可以产生良好的转染结果。电穿孔缓冲液的组成是影响转染效率的另一个关键参数。据报道,电穿孔缓冲液中的ATP酶抑制剂如利多卡因可提高电穿孔后的细胞活力,而使用K+-based缓冲液的转染效率优于Mg2+-based缓冲液。假设Mg2+离子在***ATP酶以恢复电穿孔后的离子稳态中发挥关键作用,以比较大限度地减少细胞死亡,但可能会降低转染效率。因此,应优化由多种成分组成的合适的电穿孔缓冲液配方,以确保转染效率和电穿孔后细胞活力之间的平衡。PEI 转染试剂教做