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)依賴于電場(chǎng)來(lái)增加宿主細(xì)胞膜的通透性,以內(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)胞類型,每當(dāng)要電轉(zhuǎn)染一種新的細(xì)胞類型時(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??梢援a(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。deae-葡聚糖是一種化學(xué)修飾的葡聚糖類似物。河南脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑
由于CRISPR/Cas的發(fā)現(xiàn),基因組編輯領(lǐng)域經(jīng)歷了一場(chǎng)**。細(xì)菌免疫系統(tǒng)的CRIPSR/Cas成分導(dǎo)致全基因組雙鏈DNA斷裂,并通過(guò)內(nèi)部DNA修復(fù)過(guò)程促進(jìn)基因編輯。有研究指出,陽(yáng)離子聚合物聚乙二胺-環(huán)糊精(PC)有助于編碼Cas9和sgRNA的質(zhì)粒的有效遞送。當(dāng)大質(zhì)粒通過(guò)PC傳遞時(shí),它們可以以高N/P比聚結(jié)并包裹質(zhì)粒;這有效地編輯了兩個(gè)基因組位點(diǎn):血紅蛋白亞基β(19.1%)和菱形5同源物1(RHBDF1(7.0%))。研究人員開(kāi)發(fā)了巨噬細(xì)胞特異性啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的Cas9表達(dá)質(zhì)粒(pM458和pM330),并將其包裹在陽(yáng)離子脂質(zhì)輔助PEG-b-PLGA納米顆粒中,以解決無(wú)法在靶組織和細(xì)胞中進(jìn)行精確基因編輯的問(wèn)題(CLAN)。基于陽(yáng)離子聚合物的基因***在臨床試驗(yàn)中顯示出巨大的潛力,但由于研究仍處于早期階段,目前大多數(shù)研究都處于臨床前階段。中國(guó)澳門體內(nèi)轉(zhuǎn)染試劑與DNA轉(zhuǎn)染類似,RNA可以通過(guò)基于RNA的病毒或非病毒載體導(dǎo)入真核細(xì)胞。
化學(xué)轉(zhuǎn)染的效率在很大程度上取決于幾個(gè)因素,如使用的試劑類型、靶細(xì)胞的來(lái)源和性質(zhì),以及選擇的比較好DNA與試劑比例。慢病毒等病毒載體能夠攜帶大尺寸的核酸,并將其靶標(biāo)傳遞給非分裂細(xì)胞和分裂細(xì)胞,因此在基因***中非常有用。有幾個(gè)因素已被證明可能影響病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)的效率,如靶細(xì)胞類型、使用的啟動(dòng)子類型、載體濃度和使用的轉(zhuǎn)導(dǎo)介質(zhì)條件。在一項(xiàng)評(píng)估使用人類免疫缺陷病毒(HIV)和馬傳染性貧血病毒(EIAV)進(jìn)行基因轉(zhuǎn)導(dǎo)的體外研究中,觀察到這兩種病毒在來(lái)自人類、倉(cāng)鼠、貓、狗、馬和豬的不同細(xì)胞系上的不同程度的效率。在大多數(shù)細(xì)胞類型上,使用HIV的轉(zhuǎn)導(dǎo)效率普遍優(yōu)于EIAV,而這兩種病毒對(duì)嚙齒動(dòng)物細(xì)胞的***性較弱。在同一項(xiàng)研究中,啟動(dòng)子的類型也被認(rèn)為是可能影響轉(zhuǎn)導(dǎo)效率的一個(gè)因素,因此含有替代CMV啟動(dòng)子的內(nèi)部啟動(dòng)子EF-1a的HIV在小鼠和大鼠細(xì)胞上表現(xiàn)出更高的轉(zhuǎn)導(dǎo)效率。
轉(zhuǎn)染是將外來(lái)核酸傳遞到真核細(xì)胞中以修飾宿主細(xì)胞的遺傳組成的過(guò)程。在過(guò)去的30年里,轉(zhuǎn)染因其廣泛應(yīng)用于研究疾病的細(xì)胞過(guò)程和分子機(jī)制而越來(lái)越受歡迎。了解疾病的分子途徑,可以發(fā)現(xiàn)可能用于疾病診斷和預(yù)后的特定生物標(biāo)志物。此外,轉(zhuǎn)染可以作為基因***中的策略之一,用于***無(wú)法***的遺傳性遺傳病。***,生命科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步允許將不同類型的核酸轉(zhuǎn)染到哺乳動(dòng)物細(xì)胞中,這些核酸包括脫氧核糖核酸(DNA),核糖核酸(RNA)以及小的非編碼RNA,如siRNA,shRNA和miRNA。通常轉(zhuǎn)染可分為穩(wěn)定轉(zhuǎn)染和瞬時(shí)轉(zhuǎn)染兩種類型。穩(wěn)定轉(zhuǎn)染是指通過(guò)將外源DNA整合到宿主核基因組中,或在宿主核中作為染色體外元件維持一個(gè)外源載體來(lái)維持轉(zhuǎn)基因的長(zhǎng)期表達(dá)。該轉(zhuǎn)基因可然后通過(guò)細(xì)胞的復(fù)制進(jìn)行本構(gòu)性表達(dá)。相比之下,瞬時(shí)轉(zhuǎn)染不需要將核酸整合到宿主細(xì)胞基因組中。核酸可以以質(zhì)粒的形式或寡核苷酸的形式轉(zhuǎn)染。因此,隨著宿主細(xì)胞的復(fù)制,轉(zhuǎn)基因表達(dá)**終會(huì)丟失。瞬時(shí)轉(zhuǎn)染通常用于短期研究,以研究特定基因敲入/敲入的影響。相比之下,穩(wěn)定轉(zhuǎn)染在需要大規(guī)模蛋白質(zhì)生產(chǎn)的長(zhǎng)期遺傳和藥理學(xué)研究中很有用。Severino et al.進(jìn)行的研究也指出了陽(yáng)離子脂質(zhì)作為基因遞送納米載體的潛在毒性。
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。可以選擇多種策略來(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等專門軟件來(lái)確定。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。廣西轉(zhuǎn)染試劑毒性低
在腺病毒載體或脂質(zhì)體的全身遞送后,轉(zhuǎn)基因表達(dá)相對(duì)短暫。河南脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑
在選擇合適的小RNA分子進(jìn)行轉(zhuǎn)染相關(guān)功能分析之前,應(yīng)先確定其實(shí)驗(yàn)需要。例如,siRNA*對(duì)一個(gè)靶標(biāo)具有高度特異性,而miRNA具有調(diào)節(jié)多個(gè)下游靶標(biāo)的潛力。如今,可以人工合成各種類型的短長(zhǎng)度寡核苷酸來(lái)模仿小RNA分子,以研究這些小RNA分子的敲入/敲入/敲出效應(yīng)。常用的寡核苷酸可分為模擬物或拮抗劑。模擬物是一種基于rna的小寡核苷酸(可能是piRNA、miRNA或siRNA),其結(jié)構(gòu)使其能夠與目標(biāo)mRNA結(jié)合以抑制其功能,從而導(dǎo)致特定基因的翻譯抑制。相反,拮抗劑是一種寡核苷酸,它將與互補(bǔ)的小RNA鏈(如miRNA)結(jié)合以拮抗其活性,從而增加目標(biāo)基因的表達(dá)。河南脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑