基因注射包括通過注射將所需的核酸物質(zhì)直接輸送到宿主細(xì)胞核中。當(dāng)細(xì)胞轉(zhuǎn)染具有挑戰(zhàn)性時(shí),特別是當(dāng)需要對(duì)宿主細(xì)胞進(jìn)行遺傳修飾時(shí),這種方法是一種很好的替代方法。與其他非病毒基因傳遞方法一樣,沒有一種方法可以適用于所有不同的細(xì)胞類型,選擇合適的細(xì)胞類型和核酸大小對(duì)于確?;蜃⑸涞某晒χ陵P(guān)重要。例如,先前的一項(xiàng)研究報(bào)道了成功生成表達(dá)cre重組酶(大小~1,000bp)的轉(zhuǎn)基因小鼠細(xì)胞系。另一方面,在一項(xiàng)體內(nèi)研究中,表達(dá)轉(zhuǎn)基因的小鼠肌纖維數(shù)量與注射次數(shù)和給藥質(zhì)粒劑量相關(guān)。另一項(xiàng)體外研究進(jìn)一步支持了這一觀點(diǎn),該研究報(bào)道了表達(dá)報(bào)告基因的宿主細(xì)胞的數(shù)量與注入細(xì)胞的核酸量密切相關(guān)。此外,微針的大小、形狀和額外涂層的存在也會(huì)影響基因注射的效率,因?yàn)橛袌?bào)道稱,涂有微顆粒的小尺寸微針(<10毫米)能夠順利地將所需的貨物輸送到皮膚的角質(zhì)層。不同種類的納米顆粒轉(zhuǎn)染細(xì)胞系后,產(chǎn)生不同的效率、毒性和組織特異性。體外轉(zhuǎn)染試劑教做
**近的研究已經(jīng)確定了陽離子脂質(zhì)體(CLs)的某些特征,這些特征增強(qiáng)了它們?cè)隗w內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)核酸的能力。這些特征包括陽離子頭基團(tuán)及其鄰近的脂肪鏈在主鏈上呈1,2關(guān)系,醚鍵用于橋接脂肪鏈到主鏈,成對(duì)的油基鏈作為疏水系鏈。無論如何,這些特征雖然不能決定細(xì)胞培養(yǎng)中更好的轉(zhuǎn)染能力,但可以在體內(nèi)實(shí)現(xiàn)更好的核酸遞送。因此,必須謹(jǐn)慎對(duì)待體外和細(xì)胞培養(yǎng)的結(jié)果,不能必然地用來推斷核酸載體在體內(nèi)的潛力。當(dāng)這些囊泡在體內(nèi)引入時(shí),其他因素(如顆粒直徑)變得更加重要。使用脂質(zhì)體時(shí)遇到的毒性通常與制劑中陽離子脂質(zhì)與核酸之間的電荷比、所使用的制劑類型以及所給脂質(zhì)體的劑量密切相關(guān)。較高的電荷比通常對(duì)多種細(xì)胞類型的毒性更大,包括*細(xì)胞系。另外,不同的試劑對(duì)細(xì)胞的毒性程度不同,毒性是細(xì)胞特異性的。目前市面上有超過30種不同的商用CL制劑品種可供選擇。由于毒性,脂質(zhì)體的體內(nèi)遞送必須盡可能靠近目標(biāo)部位,以盡量減少副作用。重慶轉(zhuǎn)染試劑優(yōu)惠影響物理轉(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。
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。靜脈注射脂叢的肺表達(dá)比給藥后第1天和第2天觀察到的比較大表達(dá)量每周減少約1log。造成這種現(xiàn)象的機(jī)制可能有以下幾種:(a)產(chǎn)生針對(duì)外源基因產(chǎn)物的新***抗體,(b)細(xì)胞因子介導(dǎo)的啟動(dòng)子關(guān)閉,(c)通過凋亡、先天或適應(yīng)性免疫反應(yīng)根除表達(dá)細(xì)胞以及(d)表達(dá)基因的細(xì)胞因細(xì)胞凋亡而減少是導(dǎo)致表達(dá)減少。這些機(jī)制具有重要意義,因?yàn)椴豢赡苤貜?fù)給藥,而且轉(zhuǎn)基因凈表達(dá)會(huì)隨著時(shí)間的推移而減少。盡管通過中和或消除細(xì)胞因子的產(chǎn)生可以提高肺中的基因表達(dá)水平。靜脈給藥引起的毒性可能是由于小鼠轉(zhuǎn)氨酶水平的增加,在相同劑量下,小鼠肝臟出現(xiàn)組織病理學(xué)病變,但肺部沒有不良反應(yīng)。這種增加可以通過使用較少的細(xì)胞毒性陽離子脂質(zhì)體(CLs)來控制。轉(zhuǎn)氨酶的釋放歸因于未甲基化的堿基,如pDNA序列中的胞嘧啶和鳥嘌呤。
在7種轉(zhuǎn)染試劑(DAC-30、DC-30、Lipofectin、LipofectAMINEPLUS、Effectene、FuGene 6和superect)中,F(xiàn)uGene 6轉(zhuǎn)染HASMCs和α-10 SMCs的效率比較高。在這兩種細(xì)胞系中,superect產(chǎn)生的細(xì)胞毒性作用比較高,其次是DAC-30和Lipofectamine Plus,而FuGene 6被認(rèn)為對(duì)細(xì)胞系相對(duì)安全。在另一項(xiàng)比較人類和動(dòng)物來源的不同細(xì)胞系轉(zhuǎn)染結(jié)果的研究中,豬氣管上皮細(xì)胞(PTE)被Effectene、Lipofectamine Plus和PEI等轉(zhuǎn)染試劑轉(zhuǎn)染的效率高于人類氣管上皮細(xì)胞(HTE)。化學(xué)轉(zhuǎn)染后,轉(zhuǎn)染后的HTE也表現(xiàn)出比PTE更低的活力。兩項(xiàng)被引用研究的綜合結(jié)果認(rèn)為動(dòng)物細(xì)胞系可能比人類細(xì)胞系更有效地轉(zhuǎn)染。懸浮細(xì)胞通常被認(rèn)為比貼壁細(xì)胞更難轉(zhuǎn)染,因?yàn)檗D(zhuǎn)染復(fù)合物對(duì)細(xì)胞的潛在附著減少懸浮細(xì)胞表面。然而,一項(xiàng)比較Xfect、Lipofectamine2000、Nanofectamin、TransIT-X2和TransIT-2020效率的研究表明,除了Xfect之外,所有試劑轉(zhuǎn)染懸浮細(xì)胞的效率都高于貼壁細(xì)胞(Tammetal.,2016)。然而,相反觀察結(jié)果背后的原因在很大程度上仍不清楚,未來可能會(huì)進(jìn)一步探索。核酸與轉(zhuǎn)染試劑的比例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。
在一項(xiàng)將質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)染到HUVEC中的研究中,使用包括Effectene和FuGENE 6在內(nèi)的非脂質(zhì)體試劑比脂質(zhì)體試劑DOTAP(18%)產(chǎn)生了更好的轉(zhuǎn)染效率(34%和33%)。在另一項(xiàng)用質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)染HUVEC的研究中,與Effectene和FuGENE 6或HD等非脂質(zhì)體試劑(48小時(shí)時(shí)均<20%)相比,脂質(zhì)體試劑顯示出更高的轉(zhuǎn)染效率(Lipofectamine LTX在48小時(shí)時(shí)約為38%,Lipofectamine 2000在48小時(shí)時(shí)約為23%)。在這些研究中,基于脂質(zhì)體和非脂質(zhì)體的試劑轉(zhuǎn)染HUVECs的效率無法得出結(jié)論,主要是由于所用試劑的范圍存在差異。然而,一致的觀察結(jié)果表明轉(zhuǎn)染效率仍然存在無論使用何種試劑,低于40%無疑暗示原代細(xì)胞是一種難以轉(zhuǎn)染的細(xì)胞類型。納米顆粒的主要特性使它們能夠用于細(xì)胞轉(zhuǎn)染。DOTAP 轉(zhuǎn)染試劑便宜
轉(zhuǎn)染時(shí)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。體外轉(zhuǎn)染試劑教做
PLL(聚L -賴氨酸)是生理?xiàng)l件下帶正電的多氨基酸,當(dāng)鏈長超過20個(gè)殘基時(shí),它可以與質(zhì)粒DNA結(jié)合并凝聚成致密顆粒。研究人員發(fā)現(xiàn),配體在PLL上的共價(jià)附著可通過受體介導(dǎo)的途徑***增強(qiáng)內(nèi)吞作用。例如,涎腺樣體(ASOR)是涎腺糖蛋白受體的配體,在肝細(xì)胞上表達(dá)。當(dāng)ASOR共價(jià)附著在PLL上時(shí),受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用和質(zhì)粒的細(xì)胞攝取***增加。此外,與葉酸或轉(zhuǎn)鐵蛋白相關(guān)的PLL已被開發(fā)出來,并在將pDNAs轉(zhuǎn)染到*細(xì)胞中取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。另一種重要的聚氨基酸是PLO(聚L-鳥氨酸)。PLO具有PLL的特性,但轉(zhuǎn)染效率比PLL提高了10倍。Ramsay和Gumbleton證明,與PLL相比,PLO以更低的電荷(+/?)比率凝聚pDNA,并且在相同的多陽離子/pDNA質(zhì)量比下,PLO/pDNA復(fù)合物比PLL/pDNA復(fù)合物更耐破壞。然而,由于其介導(dǎo)內(nèi)體逃逸的能力較差,帶正電的多氨基酸的轉(zhuǎn)染效率仍然很低。體外轉(zhuǎn)染試劑教做