基于病毒的轉(zhuǎn)染,或者更具體地稱為轉(zhuǎn)導(dǎo),涉及使用病毒載體將特定的核酸序列帶入宿主細胞。逆轉(zhuǎn)錄病毒,如慢病毒,通常用于穩(wěn)定轉(zhuǎn)染。相比之下,腺病毒、腺相關(guān)病毒(AAV)和皰疹病毒是不能保證穩(wěn)定轉(zhuǎn)染的病毒載體。與非病毒轉(zhuǎn)染相比,病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)被***認為是一種轉(zhuǎn)染難以轉(zhuǎn)染的細胞(如原代細胞)的高效方法。一般來說,逆轉(zhuǎn)錄病毒只能用于轉(zhuǎn)染分裂細胞,而腺病毒、AAV和皰疹病毒可用于轉(zhuǎn)染分裂細胞和非分裂細胞。然而,病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)與較高的細胞毒性相關(guān),并可能造成病毒***的風險。病毒載體通常包含一個病毒包膜,它包圍并保護病毒。表面蛋白可能存在于某些類型的病毒(如腺病毒)的表面,以促進與宿主細胞的接觸和通信。病毒遺傳物質(zhì)被包裹在衣殼中,進入宿主細胞后,衣殼將被打開。與腺病毒、aav和皰疹病毒的基因組不同,這些病毒的基因組是單獨維持的,逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組被整合到宿主基因組中。通常,腺病毒和皰疹病毒攜帶雙鏈DNA, AAV攜帶單鏈DNA,而逆轉(zhuǎn)錄病毒攜帶RNA。共轉(zhuǎn)染是將一種以上類型的核酸引入真核細胞的過程。云南Lipo2000轉(zhuǎn)染試劑
在轉(zhuǎn)染中,DNA通常通過病毒或非病毒載體(如質(zhì)粒)轉(zhuǎn)運到宿主細胞中。質(zhì)粒的基本結(jié)構(gòu)包括啟動子、復(fù)制起點、多個克隆位點、目標基因和選擇標記。質(zhì)粒復(fù)制需要復(fù)制的起源,而多個克隆位點包含獨特的內(nèi)切酶切割位點,用于插入外源基因。適當?shù)恼婧藛幼?如CMV或EF-1a)的存在允許外源基因在宿主細胞中表達。質(zhì)粒DNA可以以線性和超螺旋DNA的形式轉(zhuǎn)染。與線性DNA相比,使用超螺旋質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)染通常會產(chǎn)生更高的效率,線性DNA更容易被外切酶降解。然而,線性化的DNA更具重組性,因此可以更容易地整合到宿主基因組中以實現(xiàn)穩(wěn)定的轉(zhuǎn)染。小動物轉(zhuǎn)染試劑靠譜PLL(聚L -賴氨酸)是生理條件下帶正電的多氨基酸,當鏈長超過20個殘基時,它與質(zhì)粒DNA結(jié)合并凝聚成致密顆粒。
攜帶要轉(zhuǎn)染的特定核酸的載體構(gòu)建可以進一步分為病毒載體或質(zhì)粒載體。病毒和質(zhì)粒通過存在合適的真核啟動子促進外源轉(zhuǎn)基因的表達。病毒載體可能在宿主細胞中觸發(fā)免疫原性反應(yīng),而非病毒載體的免疫原性相對較低。需要一種傳遞機制來促進靶向核酸或載體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到宿主細胞中。其中一些需要物理方法,而另一些涉及使用遞送載體,可能是脂質(zhì)載體或非脂質(zhì)載體,以幫助增強載體載體復(fù)合物與宿主細胞膜之間的接觸,從而促進復(fù)合物進入細胞。設(shè)計和啟動轉(zhuǎn)染試驗可能具有挑戰(zhàn)性,特別是可供選擇的轉(zhuǎn)染方法或策略種類繁多的情況下。
脂質(zhì)顆粒的加入導(dǎo)致內(nèi)體DNA釋放增加。Delgado等人通過在腎細胞中添加魚精蛋白,設(shè)法提高了固體脂質(zhì)納米顆粒的轉(zhuǎn)染效率,但與不添加魚精蛋白的對照組相比,相同的多功能單元,DNA/魚精蛋白/SLN(固體脂質(zhì)納米顆粒),降低了HEK 293細胞系(人胚胎腎細胞)的轉(zhuǎn)染效率。這給了我們希望,通過加入必要的配體的可能性,使用納米顆粒的轉(zhuǎn)染可能會調(diào)整到給定的細胞類型。Bahrami et al.經(jīng)表明,不同種類的納米顆粒以不同的方式與細胞膜結(jié)合。形成這些鍵的差異取決于它們的球形或非球形形狀,也取決于不同納米顆粒所表現(xiàn)出的各種粘附電位以及它們進入后引起的膜形狀變化。Prabha等人的實驗表明,納米顆粒的大小對COS-1(非洲綠猴腎細胞)和HEK 293細胞系的轉(zhuǎn)染效率有***影響:使用較小的納米顆粒時,轉(zhuǎn)染效率分別是使用較大納米顆粒的27倍和4倍。在兩種分散體中,小顆粒和大顆粒的細胞攝取、表面電荷和DNA釋放是相同的,這表明使用納米顆粒進行基因傳遞的效率受到許多因素的影響,它們的使用應(yīng)該根據(jù)細胞類型和應(yīng)用條件進行具體調(diào)整。此外,用作納米顆粒分散劑的不同物質(zhì),如十六種不同類型納米顆粒的豬肺表面活性劑和牛血清白蛋白,對其在溶液中的團聚有***影響。評估轉(zhuǎn)染效率至關(guān)重要,特別是在需要高轉(zhuǎn)染效率以保證特定下游靶標轉(zhuǎn)錄后調(diào)控的功能研究中。
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)體分子和帶負電的核酸之間的相互作用。因此,血清中負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?;瘜W(xué)轉(zhuǎn)染的效率可能取決于幾個因素,如使用的試劑類型、靶細胞的來源和性質(zhì),以及選擇的DNA與試劑比例。內(nèi)蒙古西安轉(zhuǎn)染試劑
影響物理轉(zhuǎn)染或機械轉(zhuǎn)染效率的因素在很大程度上取決于這些方法的基本原理。云南Lipo2000轉(zhuǎn)染試劑
PEI的分子量對細胞毒性和基因轉(zhuǎn)移活性有影響。由于PEI在細胞內(nèi)不可降解,所以分子量越高,細胞毒性越強。此外,具有較高分子量的PEI形成更穩(wěn)定的聚合物,使其更容易轉(zhuǎn)染,但更難在細胞內(nèi)釋放核酸。另一方面,PEI產(chǎn)生的復(fù)合物分子量降低,更難以轉(zhuǎn)染;但它更容易釋放核酸。因此,確定哪種分子量的PEI更有利是不能隨意實現(xiàn)的。然而,一些改進使PEI在應(yīng)用中更加先進。低分子量(LMW) PEI與可生物降解的骨架(如聚谷氨酸衍生物(PEG-b-PBLG))偶聯(lián),可***降低細胞毒性并保持較高的轉(zhuǎn)染效率。通過用丙烯酸乙酯修飾胺,伯胺的乙?;?,或在聚合物結(jié)構(gòu)中引入帶負電荷的丙酸或琥珀酸基團,可以制備出各種無毒的分支PEI衍生物。由此產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)在利用siRNA敲低靶基因方面非常成功。云南Lipo2000轉(zhuǎn)染試劑