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(CLNACs)通过网格蛋白参与的内吞作用进入细胞。河北转染试剂好用
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。浙江脾转染试剂PEI的分子量对细胞毒性和基因转移活性有影响。
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。虽然有几项研究已经调查了血液成分如何使脂质和聚合物纳米颗粒不稳定,对于介导细胞中基因传递或沉默的传递系统的**终组成知之甚少。多丛和脂丛的组成在系统给药进入血液后会发生不断的变化。过多的聚合物链或脂质体成分不强烈附着于复合物将从颗粒中脱落,而新的成分,如脂蛋白,可以粘附在复合物的表面。这不仅会导致颗粒的不稳定,还会改变生物分布或促进体内***。了解在体内递送的每个阶段(在给药部位,在血液循环过程中,在***和组织的细胞外基质中,以及**终进入靶细胞时),多聚物和脂聚物的组成如何变化,可能有助于设计具有更高稳定性的合成载体系统。
作为一般指导原则,建议使用早期传代的细胞以获得良好的转染效率,特别是涉及原代或干细胞的转染。另一个有趣的观察结果是,37℃是可以帮助原代细胞达到更高转染效率的比较好培养温度。这种现象可能是因为37摄氏度是哺乳动物细胞的比较好培养温度。同时,在转染原代细胞时,化学转染似乎不如病毒和物理转染有吸引力,尤其是在人类原代干细胞中。当在相似条件下使用相同的转染试剂进行转染时,细胞系的来源(如人类与动物细胞系)也可能有助于不同程度的效率。在一项涉及转染人类和大鼠平滑肌细胞的研究中,大多数转染试剂在转染大鼠平滑肌细胞(α-10SMCs)方面的效率高于转染人主动脉平滑肌细胞(HASMCs)。一项与抗血管生成基因传递高度相关的发现是,阳离子脂质体(CLs)选择性地靶向的血管系统。
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。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。大鼠转染试剂疫苗
阳离子聚合物是一种非病毒载体。河北转染试剂好用
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。河北转染试剂好用