脂質(zhì)復(fù)合物(CLNACs)通過網(wǎng)格蛋白參與的內(nèi)吞作用進入細胞,并被困在核內(nèi)小體中,從這些囊泡結(jié)構(gòu)中釋放出來,進入核周區(qū)域,***進入細胞核。內(nèi)吞作用在一定程度上取決于脂質(zhì)體載體的物理化學(xué)性質(zhì)。Friend和同事描述了可能由脂質(zhì)體與核膜融合而形成的囊泡和網(wǎng)狀核內(nèi)膜。**近有研究表明,很大一部分從核內(nèi)體釋放到細胞質(zhì)質(zhì)的質(zhì)粒由于與細胞質(zhì)中的大離子凝聚劑結(jié)合而失去活性。這可能解釋了脂質(zhì)轉(zhuǎn)染所觀察到的低且可變的轉(zhuǎn)染率。雖然這些脂質(zhì)載體從細胞外部到細胞核的路徑尚未完全確定,但核酸能夠產(chǎn)生其效果本身就是一項驚人的壯舉。至少對于質(zhì)粒而言,較小的結(jié)構(gòu)體比較大的質(zhì)粒具有更高的轉(zhuǎn)染率。核酸外排,雖然不是常見的報道,但也被證明會發(fā)生。在聚葡萄糖、精胺(PG)偶聯(lián)物和第四代聚酰胺樹狀大分子(PAMAM G4)的幫助下。內(nèi)蒙古陽離子轉(zhuǎn)染試劑
基于非病毒的轉(zhuǎn)染方法可以進一步分為物理/機械方法和化學(xué)方法。常用的物理/機械轉(zhuǎn)染方法包括電穿孔、聲孔、磁***、基因顯微注射和激光照射。電穿孔是一種常用的物理轉(zhuǎn)染方法,利用電壓瞬間增加細胞膜通透性,允許外來核酸進入。這種方法通常用于轉(zhuǎn)染原代細胞、干細胞和B細胞系等難以轉(zhuǎn)染的細胞。然而,使用高壓可能導(dǎo)致細胞壞死、凋亡和長久性細胞損傷。超聲輔助轉(zhuǎn)染或超聲穿孔涉及使用微泡技術(shù)在細胞膜上制造孔,以減輕遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移,而激光照射輔助轉(zhuǎn)染使用激光束在質(zhì)膜上制造小孔,允許外來遺傳物質(zhì)進入。與電穿孔一樣,超聲穿孔和激光輔助轉(zhuǎn)染也有破壞細胞膜和不可逆細胞死亡的風(fēng)險。相比之下,磁輔助轉(zhuǎn)染,或使用磁力來幫助轉(zhuǎn)移外來遺傳物質(zhì)的磁轉(zhuǎn)染,似乎對生物的破壞性較盡管效率較低,但對宿主細胞的破壞較小。另一方面,基因顯微注射涉及使用特定的針刺穿細胞,將所需的核酸注射到宿主細胞的細胞核中。然而,這項技術(shù)需要經(jīng)過專門訓(xùn)練的人員或機器人系統(tǒng),他們可以高精度地執(zhí)行程序,以防止細胞損傷,因此在基因***等臨床應(yīng)用中具有重要價值。與物理或機械轉(zhuǎn)染方法相比,化學(xué)轉(zhuǎn)染涉及使用專門設(shè)計的化學(xué)品或化合物來幫助將外源核酸轉(zhuǎn)移到宿主細胞中。陜西轉(zhuǎn)染試劑檢測deae-葡聚糖是一種化學(xué)修飾的葡聚糖類似物。
化學(xué)轉(zhuǎn)染可分為基于脂質(zhì)體或非基于脂質(zhì)體?;谥|(zhì)體的轉(zhuǎn)染試劑是一種化學(xué)物質(zhì),它能夠形成帶正電的脂質(zhì)聚集體,這些聚集體可以與宿主細胞的磷脂雙分子層順利融合,從而允許外來遺傳物質(zhì)以**小的阻力進入。另一方面,非脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑可進一步分為幾類,包括磷酸鈣、樹狀大分子、聚合物、納米顆粒和非脂質(zhì)體。磷酸鈣是轉(zhuǎn)染中使用的低價的化學(xué)物質(zhì)之一,轉(zhuǎn)染涉及將帶正電的鈣離子(Ca2+)與帶負(fù)電的核酸結(jié)合,形成沉淀,然后被宿主細胞吸收。然而,磷酸鈣轉(zhuǎn)染的成功率較低,需要事先優(yōu)化才能達到較高的轉(zhuǎn)染效率。樹狀大分子是三維的、高度支化的有機大分子,可以與核酸形成復(fù)合物,作為一種替代的非脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑,它優(yōu)于磷酸鈣。然而,使用樹狀大分子的轉(zhuǎn)染效率仍然低于病毒載體和脂質(zhì)體試劑。陽離子聚合物也可以與帶負(fù)電荷的核酸形成復(fù)合物,這有助于細胞通過內(nèi)吞作用吸收遺傳物質(zhì)。與病毒載體相比,陽離子聚合物產(chǎn)生的細胞毒性較小,但效率也較低。納米顆粒由于其體積小,增強了核酸進入宿主細胞的能力,正在成為非脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染的替代選擇。
人類原代干細胞是另一種公認(rèn)的難以轉(zhuǎn)染的細胞類型,轉(zhuǎn)染這種細胞類型的比較大挑戰(zhàn)仍然是效率低和細胞活力低。2015年,王等報道了Lipofectamine 2000和XtremeGENE HP等轉(zhuǎn)染試劑在人牙周韌帶干細胞中的轉(zhuǎn)染效率非常低(<6%),而陽性對照慢病毒載體的轉(zhuǎn)染效率約為95%。與同一研究中采用的磁輔助轉(zhuǎn)染技術(shù)相比,后者表現(xiàn)出更高的轉(zhuǎn)染效率(~11%)和更低的毒性。在另一項涉及人骨髓間充質(zhì)干細胞(hBM-MSC)的研究中,Lipofectamine LTX被證明比TransIT-2020、Lipofectamine 3000和聚乙烯亞胺(PEI)等其他試劑產(chǎn)生比較好的轉(zhuǎn)染效率(至少高出三倍),但細胞存活率較低(<50%)。相比之下,使用TransIT-2020試劑可能會獲得更好的結(jié)果,該試劑的效率約為30%,細胞回收率高達90%,細胞干性約為95%。另一個難以轉(zhuǎn)染干細胞的例子是誘導(dǎo)多能干細胞(iPSCs)。在一項比較轉(zhuǎn)染人類ipsc衍生心肌細胞(hiPSC-CMSs)的不同非病毒方法的研究中,與其他試劑(Lipofectamine 3000、Lipofectamine 2000和基于pei的非脂質(zhì)體試劑TransporterTM5和PEI25)相比,Lipofectamine STEM顯示出更高的轉(zhuǎn)染效率(高達32%),其效率低于20%。超聲輔助轉(zhuǎn)染涉及在宿主細胞膜上制造微小的孔,以促進核酸(包括DNA和RNA)的傳遞。
轉(zhuǎn)染時通常推薦使用血清減少或無血清培養(yǎng)基,包括陽離子轉(zhuǎn)染試劑,如Lipofectamine、HiperFect 和EndofectinMax。這種轉(zhuǎn)染活動需要形成陽離子脂質(zhì)體-DNA復(fù)合物,這需要帶正電的脂質(zhì)體分子和帶負(fù)電的核酸之間的相互作用。因此,血清中負(fù)電荷分子的存在可能會影響這種復(fù)雜的相互作用,從而影響轉(zhuǎn)染效率。然而,發(fā)現(xiàn)10%血清的存在導(dǎo)致FuGENE HD、jetPEI、Lipofectamine 2000和Arrest-In轉(zhuǎn)染MCF-7、HeLa、C2C12和MC3T3的轉(zhuǎn)染效率更高。研究表明,轉(zhuǎn)染中少量的血清可以通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)染復(fù)合物的zeta電位來改善轉(zhuǎn)染復(fù)合物與其宿主細胞表面之間的表面相互作用?;蜃⑸浒ㄍㄟ^注射將所需的核酸物質(zhì)直接輸送到宿主細胞核中。長沙轉(zhuǎn)染試劑細胞實驗
在轉(zhuǎn)染實驗中使用對照對于確定所使用的轉(zhuǎn)染試劑和核酸的效果和效率至關(guān)重要。內(nèi)蒙古陽離子轉(zhuǎn)染試劑
陽離子聚合物是一種非病毒載體,其結(jié)構(gòu)的一個共同特征是分子中存在許多帶正電的基團,這些基團被質(zhì)子化成帶正電的聚合物。陽離子聚合物可以通過靜電相互作用結(jié)合核酸,并將其凝聚成小的納米顆粒。正電荷改善了與帶負(fù)電荷的細胞膜的相互作用,并幫助多聚體在溶酶體降解發(fā)生之前逃離核內(nèi)體。隨后,多聚體通過陽離子聚合物上帶正電基團介導(dǎo)的質(zhì)子海綿效應(yīng)從核內(nèi)體中逸出。此外,核酸必須與陽離子聚合物分離,才能**終發(fā)揮其功能。成功的核酸轉(zhuǎn)染需要轉(zhuǎn)染效率高、細胞毒性低。在確定陽離子聚合物是否是合適的核酸轉(zhuǎn)染試劑時,必須考慮這兩個特點。一般認(rèn)為,陽離子聚合物的分子量越高,其包封核酸和被細胞攝取的能力越強,細胞活力和核酸釋放越差。另一方面,分子量越低的聚合物,其濃縮核酸和被細胞攝取的能力就越低,但在細胞毒性和核酸釋放方面則表現(xiàn)得更好。因此,轉(zhuǎn)染時應(yīng)慎重考慮陽離子聚合物的分子量。一些化學(xué)修飾,如聚乙二醇化和膽固醇修飾,可以***改善聚合物的性能。此外,可生物降解材料是降低細胞毒性的有效手段。內(nèi)蒙古陽離子轉(zhuǎn)染試劑
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