目前核酸遞送系統(tǒng)的局限性之一是無(wú)法深入穿透組織和***,如實(shí)體瘤和大腦。通常情況下,只能到達(dá)并轉(zhuǎn)染細(xì)胞的外層,從而導(dǎo)致***效果不佳。愛(ài)潑斯坦巴爾病毒(EBV),一種人類**病原體,似乎通過(guò)劫持**微環(huán)境中的外泌體進(jìn)行細(xì)胞間通訊來(lái)克服這一點(diǎn)。外泌體是小的膜囊泡(40 ~ 200nm),起源于內(nèi)吞。在被釋放到細(xì)胞外環(huán)境后,由于其表面存在細(xì)胞識(shí)別分子,它們可以與鄰近細(xì)胞融合。外泌體外泌體是細(xì)胞間mRNA、小rna (miRNA)和信號(hào)因子的載體,通過(guò)經(jīng)歷細(xì)胞內(nèi)化和釋放的幾個(gè)周期,能夠跨越幾層組織。它們可以由多種細(xì)胞分泌,包括腫瘤細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞、B細(xì)胞、T細(xì)胞、上皮細(xì)胞和神經(jīng)元。利用外泌體途徑的一種潛在方法是將脂質(zhì)體核酸重新包裝到外泌體中。這可以通過(guò)靶向外泌體特異性的膜蛋白(如四跨蛋白和膜聯(lián)蛋白)并啟動(dòng)脂質(zhì)體和外泌體之間的融合事件來(lái)實(shí)現(xiàn)。其結(jié)構(gòu)的一個(gè)共同特征是分子中存在許多帶正電的基團(tuán),這些基團(tuán)被質(zhì)子化成帶正電的聚合物。福建合肥轉(zhuǎn)染試劑
納米顆粒的尺寸很小,但它們比其他顆粒具有更大的粘附表面,同時(shí)具有高穩(wěn)定性。正因?yàn)槿绱?,它們能夠成功地穿過(guò)細(xì)胞膜,進(jìn)入細(xì)胞,并與自然發(fā)生的細(xì)胞內(nèi)途徑結(jié)合,具有將特定顆粒帶到預(yù)定目標(biāo)位置的***準(zhǔn)確性。由于納米顆粒在細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸和保護(hù)化合物方面具有巨大的潛力,可以避免酶的消化或儲(chǔ)存在核內(nèi)體中,因此納米顆粒作為細(xì)胞過(guò)程成像的工具,作為將藥物攜帶到細(xì)胞內(nèi)的各種系統(tǒng)的一部分,或**終用于基因傳遞。納米顆粒通過(guò)官能團(tuán)和非共價(jià)鍵之間的特異性和非特異性鍵與核酸結(jié)合的特性類似于體內(nèi)DNA和抑制蛋白之間的自然結(jié)合。在細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸外源DNA的效率受到兩個(gè)主要因素的限制:內(nèi)吞作用,穿過(guò)細(xì)胞膜的方式,或適當(dāng)?shù)募?xì)胞受體***和內(nèi)體屏障的破壞。研究表明,在細(xì)胞內(nèi),與熒光標(biāo)記物連接的納米顆粒聚集在靠近細(xì)胞核的溶酶體中,但它們不會(huì)穿過(guò)核膜。事實(shí)上,這并沒(méi)有干擾特定基因結(jié)構(gòu)編碼的蛋白質(zhì)的表達(dá),這證明了納米顆粒可以參與內(nèi)體途徑,并可以通過(guò)細(xì)胞質(zhì)將DNA運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞核。不同種類的化學(xué)物質(zhì)有不同的納米粒子,它們具有不同的性狀、化學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。武漢轉(zhuǎn)染試劑便宜超聲輔助轉(zhuǎn)染涉及在宿主細(xì)胞膜上制造微小的孔,以促進(jìn)核酸(包括DNA和RNA)的傳遞。
基于非病毒的轉(zhuǎn)染方法可以進(jìn)一步分為物理/機(jī)械方法和化學(xué)方法。常用的物理/機(jī)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(xì)胞膜通透性,允許外來(lái)核酸進(jìn)入。這種方法通常用于轉(zhuǎn)染原代細(xì)胞、干細(xì)胞和B細(xì)胞系等難以轉(zhuǎn)染的細(xì)胞。然而,使用高壓可能導(dǎo)致細(xì)胞壞死、凋亡和長(zhǎng)久性細(xì)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(xì)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(lái)遺傳物質(zhì)進(jìn)入。與電穿孔一樣,超聲穿孔和激光輔助轉(zhuǎn)染也有破壞細(xì)胞膜和不可逆細(xì)胞死亡的風(fēng)險(xiǎn)。相比之下,磁輔助轉(zhuǎn)染,或使用磁力來(lái)幫助轉(zhuǎn)移外來(lái)遺傳物質(zhì)的磁轉(zhuǎn)染,似乎對(duì)生物的破壞性較盡管效率較低,但對(duì)宿主細(xì)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(xì)胞,將所需的核酸注射到宿主細(xì)胞的細(xì)胞核中。然而,這項(xiàng)技術(shù)需要經(jīng)過(guò)專門(mén)訓(xùn)練的人員或機(jī)器人系統(tǒng),他們可以高精度地執(zhí)行程序,以防止細(xì)胞損傷,因此在基因***等臨床應(yīng)用中具有重要價(jià)值。與物理或機(jī)械轉(zhuǎn)染方法相比,化學(xué)轉(zhuǎn)染涉及使用專門(mén)設(shè)計(jì)的化學(xué)品或化合物來(lái)幫助將外源核酸轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞中。
轉(zhuǎn)染時(shí)通常推薦使用血清減少或無(wú)血清培養(yǎng)基,包括陽(yáng)離子轉(zhuǎn)染試劑,如Lipofectamine、HiperFect 和EndofectinMax。這種轉(zhuǎn)染活動(dòng)需要形成陽(yáng)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(huì)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(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)染復(fù)合物的zeta電位來(lái)改善轉(zhuǎn)染復(fù)合物與其宿主細(xì)胞表面之間的表面相互作用。陽(yáng)離子聚合物是一種非病毒載體。
隨著寡核苷酸生物合成產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,不同類型的修飾寡核苷酸也被引入市場(chǎng),以提高小RNA寡核苷酸轉(zhuǎn)染的效率。其中一種是通過(guò)化學(xué)修飾來(lái)提高其與靶標(biāo)和阻斷外切酶活性的結(jié)合親和力的agomirs和antagomirs。agomir是一種人工修飾的雙鏈miRNA模擬物,旨在發(fā)揮比傳統(tǒng)miRNA模擬物更高的靶標(biāo)抑制活性(krtzfeldt另一方面,antagomir是一種專門(mén)設(shè)計(jì)的單鏈miRNA類似物,旨在抑制特定的miRNA。agomir和antagomir都被認(rèn)為更穩(wěn)定、更有效、更特異,而且與正常的模擬物或拮抗劑相比,對(duì)宿主細(xì)胞膜具有更高的結(jié)合親和力。鎖定核酸(LNA)是另一種修飾的寡核苷酸,其至少一個(gè)核苷酸具有額外的亞甲基橋,以增強(qiáng)其核糖環(huán)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。其鎖定的核糖結(jié)構(gòu)使得LNA比常用的寡核苷酸更短,從而使其比傳統(tǒng)的寡核苷酸表現(xiàn)出更高的效率、穩(wěn)定性和結(jié)合親和力。NA基寡核苷酸的應(yīng)用已被報(bào)道用于各種生化或功能分析,涉及遞送小RNA分子,如siRNA、miRNA和piRNA。一些基于NA基的轉(zhuǎn)染不需要轉(zhuǎn)染試劑,這可以比較大限度地減少轉(zhuǎn)染過(guò)程中試劑的二次效應(yīng)。基因是陽(yáng)離子聚合物作為轉(zhuǎn)染劑的主要應(yīng)用。遼寧inhibtor轉(zhuǎn)染試劑
納米顆粒,由于其在DNA轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞中的保護(hù)能力,在不久的將來(lái)可以用作轉(zhuǎn)基因的非病毒載體。福建合肥轉(zhuǎn)染試劑
小RNA和質(zhì)粒DNA的共轉(zhuǎn)染可用于評(píng)估轉(zhuǎn)染效率。這可以通過(guò)引入含有熒光素酶報(bào)告基因的質(zhì)粒來(lái)實(shí)現(xiàn),其中的3'UTR可以被特定的小RNA(如miRNA)識(shí)別,然后允許小RNA結(jié)合以抑制熒光素酶的表達(dá)。另一方面,在RNA干擾(RNAi)研究中,小RNA和質(zhì)粒DNA的共轉(zhuǎn)染也是必不可少的,以確定siRNA等特定小RNA對(duì)宿主細(xì)胞中特定基因表達(dá)的調(diào)節(jié)作用。小的非編碼RNA,如siRNA,以其表觀遺傳調(diào)控能力而聞名,更具體地說(shuō),是轉(zhuǎn)錄后對(duì)特定基因表達(dá)的調(diào)控。siRNA模擬物和攜帶與熒光素酶報(bào)告系統(tǒng)相關(guān)的特定基因的質(zhì)粒DNA可以同時(shí)共轉(zhuǎn)染到靶細(xì)胞中。siRNA模擬物成功敲低特定基因表達(dá)將導(dǎo)致熒光素酶活性***降低。共轉(zhuǎn)染還可能涉及不同的小分子如miRNAs,這有助于研究小RNA對(duì)靶宿主細(xì)胞的影響。例如,如果引入miRNA模擬物可以影響特定細(xì)胞類型中特定下游基因的表達(dá),那么預(yù)計(jì)將其抑制劑序列同時(shí)轉(zhuǎn)染到同一細(xì)胞中會(huì)降低單獨(dú)miRNA模擬物序列發(fā)揮的轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)作用。與單一核酸類型的轉(zhuǎn)染相比,涉及將多個(gè)核酸轉(zhuǎn)移到同一細(xì)胞中的共轉(zhuǎn)染通常更多挑戰(zhàn)性更大,因?yàn)椴⒎撬泻怂犷愋投寄苡行мD(zhuǎn)移,這可能取決于轉(zhuǎn)染方法和所涉及的細(xì)胞類型。福建合肥轉(zhuǎn)染試劑