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。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。陕西转染试剂效率高
携带要转染的特定核酸的载体构建可以进一步分为病毒载体或质粒载体。病毒和质粒通过存在合适的真核启动子促进外源转基因的表达。病毒载体可能在宿主细胞中触发免疫原性反应,而非病毒载体的免疫原性相对较低。需要一种传递机制来促进靶向核酸或载体结构转移到宿主细胞中。其中一些需要物理方法,而另一些涉及使用递送载体,可能是脂质载体或非脂质载体,以帮助增强载体载体复合物与宿主细胞膜之间的接触,从而促进复合物进入细胞。设计和启动转染试验可能具有挑战性,特别是可供选择的转染方法或策略种类繁多的情况下。陕西转染试剂效率高阳离子聚合物是一种非病毒载体。
PLL(聚L -赖氨酸)是生理条件下带正电的多氨基酸,当链长超过20个残基时,它可以与质粒DNA结合并凝聚成致密颗粒。研究人员发现,配体在PLL上的共价附着可通过受体介导的途径***增强内吞作用。例如,涎腺样体(ASOR)是涎腺糖蛋白受体的配体,在肝细胞上表达。当ASOR共价附着在PLL上时,受体介导的内吞作用和质粒的细胞摄取***增加。此外,与叶酸或转铁蛋白相关的PLL已被开发出来,并在将pDNAs转染到*细胞中取得了实质性进展。另一种重要的聚氨基酸是PLO(聚L-鸟氨酸)。PLO具有PLL的特性,但转染效率比PLL提高了10倍。Ramsay和Gumbleton证明,与PLL相比,PLO以更低的电荷(+/−)比率凝聚pDNA,并且在相同的多阳离子/pDNA质量比下,PLO/pDNA复合物比PLL/pDNA复合物更耐破坏。然而,由于其介导内体逃逸的能力较差,带正电的多氨基酸的转染效率仍然很低。
脂质颗粒的加入导致内体DNA释放增加。Delgado等人通过在肾细胞中添加鱼精蛋白,设法提高了固体脂质纳米颗粒的转染效率,但与不添加鱼精蛋白的对照组相比,相同的多功能单元,DNA/鱼精蛋白/SLN(固体脂质纳米颗粒),降低了HEK 293细胞系(人胚胎肾细胞)的转染效率。这给了我们希望,通过加入必要的配体的可能性,使用纳米颗粒的转染可能会调整到给定的细胞类型。Bahrami et al.经表明,不同种类的纳米颗粒以不同的方式与细胞膜结合。形成这些键的差异取决于它们的球形或非球形形状,也取决于不同纳米颗粒所表现出的各种粘附电位以及它们进入后引起的膜形状变化。Prabha等人的实验表明,纳米颗粒的大小对COS-1(非洲绿猴肾细胞)和HEK 293细胞系的转染效率有***影响:使用较小的纳米颗粒时,转染效率分别是使用较大纳米颗粒的27倍和4倍。在两种分散体中,小颗粒和大颗粒的细胞摄取、表面电荷和DNA释放是相同的,这表明使用纳米颗粒进行基因传递的效率受到许多因素的影响,它们的使用应该根据细胞类型和应用条件进行具体调整。此外,用作纳米颗粒分散剂的不同物质,如十六种不同类型纳米颗粒的猪肺表面活性剂和牛血清白蛋白,对其在溶液中的团聚有***影响。化学转染可分为基于脂质体或非基于脂质体。
在一项将质粒DNA转染到HUVEC中的研究中,使用包括Effectene和FuGENE 6在内的非脂质体试剂比脂质体试剂DOTAP(18%)产生了更好的转染效率(34%和33%)。在另一项用质粒DNA转染HUVEC的研究中,与Effectene和FuGENE 6或HD等非脂质体试剂(48小时时均<20%)相比,脂质体试剂显示出更高的转染效率(Lipofectamine LTX在48小时时约为38%,Lipofectamine 2000在48小时时约为23%)。在这些研究中,基于脂质体和非脂质体的试剂转染HUVECs的效率无法得出结论,主要是由于所用试剂的范围存在差异。然而,一致的观察结果表明转染效率仍然存在无论使用何种试剂,低于40%无疑暗示原代细胞是一种难以转染的细胞类型。为了在体外和体内可重复地传递基因和siRNA,含有核酸的脂质体、脂丛和多丛的配方需要精确组成转染试剂。陕西转染试剂效率高
deae-葡聚糖是一种化学修饰的葡聚糖类似物。陕西转染试剂效率高
PEI的分子量对细胞毒性和基因转移活性有影响。由于PEI在细胞内不可降解,所以分子量越高,细胞毒性越强。此外,具有较高分子量的PEI形成更稳定的聚合物,使其更容易转染,但更难在细胞内释放核酸。另一方面,PEI产生的复合物分子量降低,更难以转染;但它更容易释放核酸。因此,确定哪种分子量的PEI更有利是不能随意实现的。然而,一些改进使PEI在应用中更加先进。低分子量(LMW) PEI与可生物降解的骨架(如聚谷氨酸衍生物(PEG-b-PBLG))偶联,可***降低细胞毒性并保持较高的转染效率。通过用丙烯酸乙酯修饰胺,伯胺的乙酰化,或在聚合物结构中引入带负电荷的丙酸或琥珀酸基团,可以制备出各种无毒的分支PEI衍生物。由此产生的化学物质在利用siRNA敲低靶基因方面非常成功。陕西转染试剂效率高