影響物理轉(zhuǎn)染或機(jī)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。例如,電穿孔技術(shù)依賴(lài)于電場(chǎng)來(lái)增加宿主細(xì)胞膜的通透性,以?xún)?nèi)化外來(lái)核酸。因此,電穿孔過(guò)程中的電壓和持續(xù)時(shí)間是決定電穿孔成功與否的重要因素。施加高壓的長(zhǎng)時(shí)間電穿孔可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞損傷并降低轉(zhuǎn)染效率。通過(guò)增加電脈沖的數(shù)量也可以提高電轉(zhuǎn)染效率,但這可能會(huì)降低細(xì)胞活力。另一方面,電轉(zhuǎn)染效率取決于所使用的細(xì)胞類(lèi)型,每當(dāng)要電轉(zhuǎn)染一種新的細(xì)胞類(lèi)型時(shí),應(yīng)優(yōu)化電穿孔條件。一些細(xì)胞如T淋巴細(xì)胞,即使在標(biāo)準(zhǔn)的電穿孔條件下也可能轉(zhuǎn)染不良,而電轉(zhuǎn)染成纖維細(xì)胞通常可以產(chǎn)生良好的轉(zhuǎn)染結(jié)果。電穿孔緩沖液的組成是影響轉(zhuǎn)染效率的另一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。據(jù)報(bào)道,電穿孔緩沖液中的ATP酶抑制劑如利多卡因可提高電穿孔后的細(xì)胞活力,而使用K+-based緩沖液的轉(zhuǎn)染效率優(yōu)于Mg2+-based緩沖液。假設(shè)Mg2+離子在***ATP酶以恢復(fù)電穿孔后的離子穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮關(guān)鍵作用,以比較大限度地減少細(xì)胞死亡,但可能會(huì)降低轉(zhuǎn)染效率。因此,應(yīng)優(yōu)化由多種成分組成的合適的電穿孔緩沖液配方,以確保轉(zhuǎn)染效率和電穿孔后細(xì)胞活力之間的平衡。南京星葉生物正是利用將核酸封裝在納米級(jí)脂質(zhì)體囊泡中的技術(shù),開(kāi)發(fā)出了Gemate系列轉(zhuǎn)染試劑。內(nèi)蒙古成都轉(zhuǎn)染試劑
選擇合適的轉(zhuǎn)染試劑可能取決于幾個(gè)因素,包括轉(zhuǎn)染核酸的類(lèi)型和轉(zhuǎn)染的復(fù)雜性(單轉(zhuǎn)染或共轉(zhuǎn)染)。一些試劑如Effectene和TransIT-X2是專(zhuān)門(mén)用于質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)染的,而一些試劑如Lipofectamine RNAiMAX更適合于小寡核苷酸的轉(zhuǎn)染。哺乳動(dòng)物原代細(xì)胞由于其有限的壽命和有限的擴(kuò)增能力,通常比其他細(xì)胞類(lèi)型更不容易受到轉(zhuǎn)染。非脂質(zhì)體試劑在轉(zhuǎn)染人原代細(xì)胞方面優(yōu)于脂質(zhì)體試劑,包括PEC、HASMC和HAEC、人原代成肌細(xì)胞和AGS。相比之下,據(jù)報(bào)道,基于脂質(zhì)體的試劑(如Lipofectamine和DharmaFECT家族)在轉(zhuǎn)染其他原代人細(xì)胞(如原代臍帶靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVEC)和BM-MSC方面比非脂質(zhì)體試劑產(chǎn)生更高的轉(zhuǎn)染效率。廣西jetPEI 轉(zhuǎn)染試劑用二乙基氨基乙基修飾,右旋糖酐鏈的酰胺化很容易被質(zhì)子化,這使得它可以自組裝成帶負(fù)電荷核酸的納米顆粒。
基于病毒的轉(zhuǎn)染,或者更具體地稱(chēng)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(xì)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(rèn)為是一種轉(zhuǎn)染難以轉(zhuǎn)染的細(xì)胞(如原代細(xì)胞)的高效方法。一般來(lái)說(shuō),逆轉(zhuǎn)錄病毒只能用于轉(zhuǎn)染分裂細(xì)胞,而腺病毒、AAV和皰疹病毒可用于轉(zhuǎn)染分裂細(xì)胞和非分裂細(xì)胞。然而,病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)與較高的細(xì)胞毒性相關(guān),并可能造成病毒***的風(fēng)險(xiǎn)。病毒載體通常包含一個(gè)病毒包膜,它包圍并保護(hù)病毒。表面蛋白可能存在于某些類(lèi)型的病毒(如腺病毒)的表面,以促進(jìn)與宿主細(xì)胞的接觸和通信。病毒遺傳物質(zhì)被包裹在衣殼中,進(jìn)入宿主細(xì)胞后,衣殼將被打開(kāi)。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(dú)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。
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(guān)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(lèi)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(lèi)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?lèi)型都能有效轉(zhuǎn)移,這可能取決于轉(zhuǎn)染方法和所涉及的細(xì)胞類(lèi)型。由于CRISPR/Cas的發(fā)現(xiàn),基因組編輯領(lǐng)域經(jīng)歷了一場(chǎng)變革。
評(píng)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(biāo)轉(zhuǎn)錄后調(diào)控的功能研究中??梢赃x擇多種策略來(lái)評(píng)估轉(zhuǎn)染效率。實(shí)時(shí)聚合酶鏈反應(yīng)(qPCR)是一種通過(guò)直接測(cè)量特定外源蛋白表達(dá)水平來(lái)評(píng)估轉(zhuǎn)染效率的定量方法。細(xì)胞內(nèi)核酸或其他可能受到外源核酸(如miRNAs)影響的細(xì)胞內(nèi)核酸。在瞬時(shí)轉(zhuǎn)染的情況下,每次轉(zhuǎn)染后都應(yīng)進(jìn)行qPCR,以確保良好的轉(zhuǎn)染效率,然后再進(jìn)行下游實(shí)驗(yàn)。與質(zhì)粒報(bào)告系統(tǒng)共轉(zhuǎn)染是另一種策略,可以通過(guò)表達(dá)特定的報(bào)告蛋白(如熒光素酶或β-半乳糖苷酶)來(lái)評(píng)估轉(zhuǎn)染效率。采用小RNA熒光素酶報(bào)告系統(tǒng)以干擾(RNAi)研究為例,miRNA轉(zhuǎn)染成功的標(biāo)志是熒光素酶活性下調(diào),這是由于miRNA與轉(zhuǎn)錄的熒光素酶mRNA 3'端結(jié)合導(dǎo)致mRNA降解。熒光顯微鏡是評(píng)估轉(zhuǎn)染效率的另一種常見(jiàn)、簡(jiǎn)便、快速的方法。它通常涉及使用攜帶熒光報(bào)告基因或標(biāo)記有熒光團(tuán)的寡核苷酸的載體來(lái)進(jìn)行熒光檢測(cè)。然而,熒光顯微鏡只能提供對(duì)轉(zhuǎn)染效率的定性或半定量測(cè)量,這可以使用ImageJ等專(zhuān)門(mén)軟件來(lái)確定。肌內(nèi)注射脂質(zhì)體不能引起強(qiáng)烈的毒性反應(yīng),這與肺內(nèi)或靜脈注射途徑的情況不同。上海轉(zhuǎn)染試劑檢測(cè)
陽(yáng)離子脂質(zhì)體合成中常用的分子是中性脂質(zhì)二油基磷脂酰乙醇胺(DOPE)。內(nèi)蒙古成都轉(zhuǎn)染試劑
在轉(zhuǎn)染中,DNA通常通過(guò)病毒或非病毒載體(如質(zhì)粒)轉(zhuǎn)運(yùn)到宿主細(xì)胞中。質(zhì)粒的基本結(jié)構(gòu)包括啟動(dòng)子、復(fù)制起點(diǎn)、多個(gè)克隆位點(diǎn)、目標(biāo)基因和選擇標(biāo)記。質(zhì)粒復(fù)制需要復(fù)制的起源,而多個(gè)克隆位點(diǎn)包含獨(dú)特的內(nèi)切酶切割位點(diǎn),用于插入外源基因。適當(dāng)?shù)恼婧藛?dòng)子(如CMV或EF-1a)的存在允許外源基因在宿主細(xì)胞中表達(dá)。質(zhì)粒DNA可以以線(xiàn)性和超螺旋DNA的形式轉(zhuǎn)染。與線(xiàn)性DNA相比,使用超螺旋質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)染通常會(huì)產(chǎn)生更高的效率,線(xiàn)性DNA更容易被外切酶降解。然而,線(xiàn)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(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的轉(zhuǎn)染。內(nèi)蒙古成都轉(zhuǎn)染試劑