影响物理转染或机械转染效率的因素在很大程度上取决于这些方法的基本原理。例如,电穿孔技术依赖于电场来增加宿主细胞膜的通透性,以内化外来核酸。因此,电穿孔过程中的电压和持续时间是决定电穿孔成功与否的重要因素。施加高压的长时间电穿孔可能会导致细胞损伤并降低转染效率。通过增加电脉冲的数量也可以提高电转染效率,但这可能会降低细胞活力。另一方面,电转染效率取决于所使用的细胞类型,每当要电转染一种新的细胞类型时,应优化电穿孔条件。一些细胞如T淋巴细胞,即使在标准的电穿孔条件下也可能转染不良,而电转染成纤维细胞通常可以产生良好的转染结果。电穿孔缓冲液的组成是影响转染效率的另一个关键参数。据报道,电穿孔缓冲液中的ATP酶抑制剂如利多卡因可提高电穿孔后的细胞活力,而使用K+-based缓冲液的转染效率优于Mg2+-based缓冲液。假设Mg2+离子在***ATP酶以恢复电穿孔后的离子稳态中发挥关键作用,以比较大限度地减少细胞死亡,但可能会降低转染效率。因此,应优化由多种成分组成的合适的电穿孔缓冲液配方,以确保转染效率和电穿孔后细胞活力之间的平衡。PEI的分子量对细胞毒性和基因转移活性有影响。中国澳门天津转染试剂
转染是将外源核酸送入细胞的过程,其目的是使外源基因编码的蛋白能够在细胞中表达。这些编码序列通常由质粒DNA携带到细胞中,以研究其未知的功能或用于特定的***目的。此外,降低基因表达的siRNA也是核酸转染的靶标。通过siRNA的敲低作用,研究人员可以操纵愈合基因的表达来研究基因的功能和相互作用。siRNA在**研究、基因***、组织工程等方面发挥着重要作用。mRNA曾被认为不适合用于基因***药物,因为它易于降解。然而,研究人员通过化学修饰提高了其稳定性,使其成为表达外源基因的理想核酸药物。mRNA疫苗已用于预防COVID-19,许多用于*****的mRNA药物正在开发中。裸核酸分子被细胞吸收的效率极低。这是因为核酸是亲水、带负电的生物分子,难以接近疏水、带负电的脂质细胞膜。因此,核酸分子必须通过载体传递到细胞中。核酸载体有两种:病毒载体和非病毒载体。在转染有效性和包装能力方面,病毒载体表现良好。然而,病毒载体的缺点也不容忽视,比如容易引发炎症反应和基因突变。而非病毒载体的材料来源丰富,化学结构可控,易于大量制备;因此,它们在核酸转染中具有不可替代的作用。中国澳门天津转染试剂脂质颗粒的加入导致内体DNA释放增加。
脂质复合物(CLNACs)通过网格蛋白参与的内吞作用进入细胞,并被困在核内小体中,从这些囊泡结构中释放出来,进入核周区域,***进入细胞核。内吞作用在一定程度上取决于脂质体载体的物理化学性质。Friend和同事描述了可能由脂质体与核膜融合而形成的囊泡和网状核内膜。**近有研究表明,很大一部分从核内体释放到细胞质质的质粒由于与细胞质中的大离子凝聚剂结合而失去活性。这可能解释了脂质转染所观察到的低且可变的转染率。虽然这些脂质载体从细胞外部到细胞核的路径尚未完全确定,但核酸能够产生其效果本身就是一项惊人的壮举。至少对于质粒而言,较小的结构体比较大的质粒具有更高的转染率。核酸外排,虽然不是常见的报道,但也被证明会发生。
纳米颗粒,由于其在DNA转运到细胞中的保护能力,在不久的将来可以用作转基因的非病毒载体。通过将纳米粒子与许多不同的配体和化合物连接来修饰纳米粒子,有助于改善它们在细胞内的运输。将纳米颗粒靶向到细胞内的特定位置,配子和胚胎,可以通过磁转染来实现。尽管与市售的用于体外培养细胞的转染试剂相比,使用纳米颗粒转染具有相当的效率和更低的细胞毒性,但仍需要证明以这种方式传递DNA会导致体内相似水平的基因表达,特别是考虑到该技术可能导致副作用。不同种类的纳米颗粒转染细胞系后,产生不同的效率、毒性和组织特异性。
转染时通常推荐使用血清减少或无血清培养基,包括阳离子转染试剂,如Lipofectamine、HiperFect 和EndofectinMax。这种转染活动需要形成阳离子脂质体-DNA复合物,这需要带正电的脂质体分子和带负电的核酸之间的相互作用。因此,血清中负电荷分子的存在可能会影响这种复杂的相互作用,从而影响转染效率。然而,发现10%血清的存在导致FuGENE HD、jetPEI、Lipofectamine 2000和Arrest-In转染MCF-7、HeLa、C2C12和MC3T3的转染效率更高。研究表明,转染中少量的血清可以通过调节转染复合物的zeta电位来改善转染复合物与其宿主细胞表面之间的表面相互作用。基因注射包括通过注射将所需的核酸物质直接输送到宿主细胞核中。中国澳门天津转染试剂
化学转染的效率可能取决于几个因素,如使用的试剂类型、靶细胞的来源和性质,以及选择的DNA与试剂比例。中国澳门天津转染试剂
评估转染效率至关重要,特别是在需要高转染效率以保证特定下游靶标转录后调控的功能研究中。可以选择多种策略来评估转染效率。实时聚合酶链反应(qPCR)是一种通过直接测量特定外源蛋白表达水平来评估转染效率的定量方法。细胞内核酸或其他可能受到外源核酸(如miRNAs)影响的细胞内核酸。在瞬时转染的情况下,每次转染后都应进行qPCR,以确保良好的转染效率,然后再进行下游实验。与质粒报告系统共转染是另一种策略,可以通过表达特定的报告蛋白(如荧光素酶或β-半乳糖苷酶)来评估转染效率。采用小RNA荧光素酶报告系统以干扰(RNAi)研究为例,miRNA转染成功的标志是荧光素酶活性下调,这是由于miRNA与转录的荧光素酶mRNA 3'端结合导致mRNA降解。荧光显微镜是评估转染效率的另一种常见、简便、快速的方法。它通常涉及使用携带荧光报告基因或标记有荧光团的寡核苷酸的载体来进行荧光检测。然而,荧光显微镜只能提供对转染效率的定性或半定量测量,这可以使用ImageJ等专门软件来确定。中国澳门天津转染试剂