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。用二乙基氨基乙基修饰,右旋糖酐链的酰胺化很容易被质子化,这使得它可以自组装成带负电荷核酸的纳米颗粒。细胞转染试剂疫苗
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%。海南细胞转染试剂Severino et al.进行的研究也指出了阳离子脂质作为基因递送纳米载体的潜在毒性。
转染试剂的冻融被认为是另一个可能影响转染效率的潜在因素。Lipofectamine2000试剂与非冷冻对照相比,至少经历一次冻融循环后,HEK293、Neuro2α、C2C12成肌细胞和肌管、hTERTMSC、SMA和HepG2细胞系的转染效率更高,且细胞活力不受影响。一种可能的解释是,冷冻解冻可以增强分子重排分散,从而允许更高的分散率,从而允许核酸之间很大程度的接触,形成更多的转染复合物。然而,还需要更多的研究来支持这一做法,因为冻融过程也被认为会导致再结晶,从而破坏一些化学物质的结构。
转染是将外来核酸传递到真核细胞中以修饰宿主细胞的遗传组成的过程。在过去的30年里,转染因其广泛应用于研究疾病的细胞过程和分子机制而越来越受欢迎。了解疾病的分子途径,可以发现可能用于疾病诊断和预后的特定生物标志物。此外,转染可以作为基因***中的策略之一,用于***无法***的遗传性遗传病。***,生命科学技术的进步允许将不同类型的核酸转染到哺乳动物细胞中,这些核酸包括脱氧核糖核酸(DNA),核糖核酸(RNA)以及小的非编码RNA,如siRNA,shRNA和miRNA。通常转染可分为稳定转染和瞬时转染两种类型。稳定转染是指通过将外源DNA整合到宿主核基因组中,或在宿主核中作为染色体外元件维持一个外源载体来维持转基因的长期表达。该转基因可然后通过细胞的复制进行本构性表达。相比之下,瞬时转染不需要将核酸整合到宿主细胞基因组中。核酸可以以质粒的形式或寡核苷酸的形式转染。因此,随着宿主细胞的复制,转基因表达**终会丢失。瞬时转染通常用于短期研究,以研究特定基因敲入/敲入的影响。相比之下,稳定转染在需要大规模蛋白质生产的长期遗传和药理学研究中很有用。脂质复合物又称阳离子脂质-核酸复合物(CLNACs)。
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。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。非脂质体转染试剂便宜
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。细胞转染试剂疫苗
目前核酸递送系统的局限性之一是无法深入穿透组织和***,如实体瘤和大脑。通常情况下,只能到达并转染细胞的外层,从而导致***效果不佳。爱泼斯坦巴尔病毒(EBV),一种人类**病原体,似乎通过劫持**微环境中的外泌体进行细胞间通讯来克服这一点。外泌体是小的膜囊泡(40 ~ 200nm),起源于内吞。在被释放到细胞外环境后,由于其表面存在细胞识别分子,它们可以与邻近细胞融合。外泌体外泌体是细胞间mRNA、小rna (miRNA)和信号因子的载体,通过经历细胞内化和释放的几个周期,能够跨越几层组织。它们可以由多种细胞分泌,包括肿瘤细胞、树突状细胞、B细胞、T细胞、上皮细胞和神经元。利用外泌体途径的一种潜在方法是将脂质体核酸重新包装到外泌体中。这可以通过靶向外泌体特异性的膜蛋白(如四跨蛋白和膜联蛋白)并启动脂质体和外泌体之间的融合事件来实现。细胞转染试剂疫苗