轉(zhuǎn)染時(shí)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(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(xì)胞表面之間的表面相互作用。人類原代干細(xì)胞是另一種公認(rèn)的難以轉(zhuǎn)染的細(xì)胞類型,轉(zhuǎn)染這種細(xì)胞類型的挑戰(zhàn)仍然是效率低和細(xì)胞活力低。安徽天津轉(zhuǎn)染試劑
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。陜西難轉(zhuǎn)細(xì)胞轉(zhuǎn)染試劑超聲輔助轉(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。
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)生針對外源基因產(chǎn)物的新***抗體,(b)細(xì)胞因子介導(dǎo)的啟動子關(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。
陽離子聚合物是一種非病毒載體,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。陽離子聚合物可以通過靜電相互作用結(jié)合核酸,并將其凝聚成小的納米顆粒。正電荷改善了與帶負(fù)電荷的細(xì)胞膜的相互作用,并幫助多聚體在溶酶體降解發(fā)生之前逃離核內(nèi)體。隨后,多聚體通過陽離子聚合物上帶正電基團(tuán)介導(dǎo)的質(zhì)子海綿效應(yīng)從核內(nèi)體中逸出。此外,核酸必須與陽離子聚合物分離,才能**終發(fā)揮其功能。成功的核酸轉(zhuǎn)染需要轉(zhuǎn)染效率高、細(xì)胞毒性低。在確定陽離子聚合物是否是合適的核酸轉(zhuǎn)染試劑時(shí),必須考慮這兩個(gè)特點(diǎn)。一般認(rèn)為,陽離子聚合物的分子量越高,其包封核酸和被細(xì)胞攝取的能力越強(qiáng),細(xì)胞活力和核酸釋放越差。另一方面,分子量越低的聚合物,其濃縮核酸和被細(xì)胞攝取的能力就越低,但在細(xì)胞毒性和核酸釋放方面則表現(xiàn)得更好。因此,轉(zhuǎn)染時(shí)應(yīng)慎重考慮陽離子聚合物的分子量。一些化學(xué)修飾,如聚乙二醇化和膽固醇修飾,可以***改善聚合物的性能。此外,可生物降解材料是降低細(xì)胞毒性的有效手段。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。
為了在體外和體內(nèi)可重復(fù)地傳遞基因和siRNA,含有核酸的脂質(zhì)體、脂叢和多叢的配方需要精確組成轉(zhuǎn)染試劑。雖然有幾項(xiàng)研究已經(jīng)調(diào)查了血液成分如何使脂質(zhì)和聚合物納米顆粒不穩(wěn)定,對于介導(dǎo)細(xì)胞中基因傳遞或沉默的傳遞系統(tǒng)的**終組成知之甚少。多叢和脂叢的組成在系統(tǒng)給藥進(jìn)入血液后會發(fā)生不斷的變化。過多的聚合物鏈或脂質(zhì)體成分不強(qiáng)烈附著于復(fù)合物將從顆粒中脫落,而新的成分,如脂蛋白,可以粘附在復(fù)合物的表面。這不僅會導(dǎo)致顆粒的不穩(wěn)定,還會改變生物分布或促進(jìn)體內(nèi)***。了解在體內(nèi)遞送的每個(gè)階段(在給藥部位,在血液循環(huán)過程中,在***和組織的細(xì)胞外基質(zhì)中,以及**終進(jìn)入靶細(xì)胞時(shí)),多聚物和脂聚物的組成如何變化,可能有助于設(shè)計(jì)具有更高穩(wěn)定性的合成載體系統(tǒng)。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,以提高小RNA寡核苷酸轉(zhuǎn)染的效率。山東高分子轉(zhuǎn)染試劑
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),它與質(zhì)粒DNA結(jié)合并凝聚成致密顆粒。安徽天津轉(zhuǎn)染試劑
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。與前一種策略類似,超聲照射的暴露時(shí)間、脈沖數(shù)和密度也被報(bào)道與轉(zhuǎn)染效率成比例相關(guān),直至達(dá)到閾值。超過耐受極限,細(xì)胞存活率和轉(zhuǎn)染效率可能會下降。同樣,增加核酸的數(shù)量也可以提高超聲輔助轉(zhuǎn)染的轉(zhuǎn)染效率。在同一項(xiàng)研究中,超聲轉(zhuǎn)染懸浮培養(yǎng)的人293T細(xì)胞比轉(zhuǎn)染貼壁培養(yǎng)的相同細(xì)胞類型更容易。然而,這一觀察結(jié)果與另一項(xiàng)研究的結(jié)果不一致,該研究報(bào)告在懸浮或單層條件下培養(yǎng)的轉(zhuǎn)染大鼠細(xì)胞數(shù)量沒有***差異。值得注意的是,后一項(xiàng)研究還報(bào)道了單層培養(yǎng)的大鼠細(xì)胞在轉(zhuǎn)染后保持較高的細(xì)胞活力。然而,這兩項(xiàng)研究的不一致結(jié)果表明,超聲穿孔的比較好培養(yǎng)條件可能因使用的細(xì)胞系不同而異。在另一項(xiàng)研究中表明超聲轉(zhuǎn)染效率因使用的細(xì)胞類型而異,Hela和T-24細(xì)胞系的超聲轉(zhuǎn)染效率優(yōu)于PC-3、U937和Meth A細(xì)胞系。因此,細(xì)胞類型的選擇是影響超聲轉(zhuǎn)染效率的另一個(gè)因素。安徽天津轉(zhuǎn)染試劑