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。吉林脾转染试剂
人类原代干细胞是另一种公认的难以转染的细胞类型,转染这种细胞类型的比较大挑战仍然是效率低和细胞活力低。2015年,王等报道了Lipofectamine 2000和XtremeGENE HP等转染试剂在人牙周韧带干细胞中的转染效率非常低(<6%),而阳性对照慢病毒载体的转染效率约为95%。与同一研究中采用的磁辅助转染技术相比,后者表现出更高的转染效率(~11%)和更低的毒性。在另一项涉及人骨髓间充质干细胞(hBM-MSC)的研究中,Lipofectamine LTX被证明比TransIT-2020、Lipofectamine 3000和聚乙烯亚胺(PEI)等其他试剂产生比较好的转染效率(至少高出三倍),但细胞存活率较低(<50%)。相比之下,使用TransIT-2020试剂可能会获得更好的结果,该试剂的效率约为30%,细胞回收率高达90%,细胞干性约为95%。另一个难以转染干细胞的例子是诱导多能干细胞(iPSCs)。在一项比较转染人类ipsc衍生心肌细胞(hiPSC-CMSs)的不同非病毒方法的研究中,与其他试剂(Lipofectamine 3000、Lipofectamine 2000和基于pei的非脂质体试剂TransporterTM5和PEI25)相比,Lipofectamine STEM显示出更高的转染效率(高达32%),其效率低于20%。吉林脾转染试剂在聚葡萄糖、精胺(PG)偶联物和第四代聚酰胺树状大分子(PAMAM G4)的帮助下。
在选择合适的小RNA分子进行转染相关功能分析之前,应先确定其实验需要。例如,siRNA*对一个靶标具有高度特异性,而miRNA具有调节多个下游靶标的潜力。如今,可以人工合成各种类型的短长度寡核苷酸来模仿小RNA分子,以研究这些小RNA分子的敲入/敲入/敲出效应。常用的寡核苷酸可分为模拟物或拮抗剂。模拟物是一种基于rna的小寡核苷酸(可能是piRNA、miRNA或siRNA),其结构使其能够与目标mRNA结合以抑制其功能,从而导致特定基因的翻译抑制。相反,拮抗剂是一种寡核苷酸,它将与互补的小RNA链(如miRNA)结合以拮抗其活性,从而增加目标基因的表达。
RNA和信使RNA与DNA转染类似,RNA可以通过基于RNA的病毒或非病毒载体导入真核细胞。与涉及DNA的转染相比,RNA转染可能产生更高的转染效率,因为后者不需要穿越核膜。在不需要基因组整合、转录和转录后处理的情况下,RNA转染也可能加速所需蛋白质的产生。使用基于信使RNA(mRNA)的载体也可以防止因整合到宿主基因组而引起的并发症,从而允许表达特定的,所需的蛋白质。然而,RNA转染后,蛋白质表达是短暂的,与DNA相比,RNA的稳定性相对较差,因此在细胞内运输时更容易降解。小RNA是长度为18-200个碱基对(bp)的RNA分子,具有调控转录后基因调控和RNA修饰的能力。小RNA包括microRNAs(miRNAs)、小干扰RNA(siRNA)、短发夹RNA(shRNA)等。microRNAs和piRNAs都是内源性单链小RNA。miRNAs(18-25bp)通过抑制目标mRNA或干扰其翻译起始,参与下游mRNA的转录后调控。与miRNAs和piRNAs类似,siRNA也在调控转录后基因表达中发挥作用。siRNA的长度通常为20-24bp,可表达为内源性或外源性双链小RNA。shRNA是一种具有发夹环的内源性双链小RNA。shRNA可以结合mRNA上的互补序列来降解它。但似乎找到一种既能改善基因表达又不影响细胞、不对细胞造成损害的技术也至关重要。
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。这些大量的测试表明,纳米颗粒作为载体的效率与普通的非病毒转染方法相当。Tabatt等人所做的研究比较了使用脂质体、阳离子固体li-pid纳米颗粒和两种商用转染剂对COS-1细胞系(非洲绿猴肾成纤维细胞样细胞)使用四种不同的转染介质所取得的转染效果。固体脂质na-noparticles转染组和溶酶体(均由DOTAP -N -(1-(2,3-二聚乙氧基)丙基)-N,N,N-三甲基硫酸铵)转染组的荧光素酶基因表达效率没有统计学上的***差异,在每种转染介质中保持相同水平。然而,获得的转染效率低于使用商业转染剂EscortTM 的效率,该转染剂由DOPE(1,2-二-(顺式-9-十八烷基)- n-甘油-3-磷酸乙醇胺)组成。研究人员通过在HepG2细胞(人肝细胞肝*细胞系)上使用固体脂质纳米颗粒,实现了与市买的lipo-fectamine相同的绿色荧光蛋白和荧光素酶蛋白表达水平。共转染是将一种以上类型的核酸引入真核细胞的过程。新疆转染试剂定制
在腺病毒载体或脂质体的全身递送后,转基因表达相对短暂。吉林脾转染试剂
纳米颗粒的尺寸很小,但它们比其他颗粒具有更大的粘附表面,同时具有高稳定性。正因为如此,它们能够成功地穿过细胞膜,进入细胞,并与自然发生的细胞内途径结合,具有将特定颗粒带到预定目标位置的***准确性。由于纳米颗粒在细胞内运输和保护化合物方面具有巨大的潜力,可以避免酶的消化或储存在核内体中,因此纳米颗粒作为细胞过程成像的工具,作为将药物携带到细胞内的各种系统的一部分,或**终用于基因传递。纳米颗粒通过官能团和非共价键之间的特异性和非特异性键与核酸结合的特性类似于体内DNA和抑制蛋白之间的自然结合。在细胞内运输外源DNA的效率受到两个主要因素的限制:内吞作用,穿过细胞膜的方式,或适当的细胞受体***和内体屏障的破坏。研究表明,在细胞内,与荧光标记物连接的纳米颗粒聚集在靠近细胞核的溶酶体中,但它们不会穿过核膜。事实上,这并没有干扰特定基因结构编码的蛋白质的表达,这证明了纳米颗粒可以参与内体途径,并可以通过细胞质将DNA运输到细胞核。不同种类的化学物质有不同的纳米粒子,它们具有不同的性状、化学性质、物理性质和结构。吉林脾转染试剂