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。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。siRNA转染试剂定做
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。siRNA转染试剂定做其结构的一个共同特征是分子中存在许多带正电的基团,这些基团被质子化成带正电的聚合物。
阳离子聚合物是一种非病毒载体,其结构的一个共同特征是分子中存在许多带正电的基团,这些基团被质子化成带正电的聚合物。阳离子聚合物可以通过静电相互作用结合核酸,并将其凝聚成小的纳米颗粒。正电荷改善了与带负电荷的细胞膜的相互作用,并帮助多聚体在溶酶体降解发生之前逃离核内体。随后,多聚体通过阳离子聚合物上带正电基团介导的质子海绵效应从核内体中逸出。此外,核酸必须与阳离子聚合物分离,才能**终发挥其功能。成功的核酸转染需要转染效率高、细胞毒性低。在确定阳离子聚合物是否是合适的核酸转染试剂时,必须考虑这两个特点。一般认为,阳离子聚合物的分子量越高,其包封核酸和被细胞摄取的能力越强,细胞活力和核酸释放越差。另一方面,分子量越低的聚合物,其浓缩核酸和被细胞摄取的能力就越低,但在细胞毒性和核酸释放方面则表现得更好。因此,转染时应慎重考虑阳离子聚合物的分子量。一些化学修饰,如聚乙二醇化和胆固醇修饰,可以***改善聚合物的性能。此外,可生物降解材料是降低细胞毒性的有效手段。
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。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,后进入细胞核。
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。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。siRNA转染试剂定做
在转染实验中使用对照对于确定所使用的转染试剂和核酸的效果和效率至关重要。siRNA转染试剂定做
随着寡核苷酸生物合成产业的发展,不同类型的修饰寡核苷酸也被引入市场,以提高小RNA寡核苷酸转染的效率。其中一种是通过化学修饰来提高其与靶标和阻断外切酶活性的结合亲和力的agomirs和antagomirs。agomir是一种人工修饰的双链miRNA模拟物,旨在发挥比传统miRNA模拟物更高的靶标抑制活性(krtzfeldt另一方面,antagomir是一种专门设计的单链miRNA类似物,旨在抑制特定的miRNA。agomir和antagomir都被认为更稳定、更有效、更特异,而且与正常的模拟物或拮抗剂相比,对宿主细胞膜具有更高的结合亲和力。锁定核酸(LNA)是另一种修饰的寡核苷酸,其至少一个核苷酸具有额外的亚甲基桥,以增强其核糖环结构的稳定性。其锁定的核糖结构使得LNA比常用的寡核苷酸更短,从而使其比传统的寡核苷酸表现出更高的效率、稳定性和结合亲和力。NA基寡核苷酸的应用已被报道用于各种生化或功能分析,涉及递送小RNA分子,如siRNA、miRNA和piRNA。一些基于NA基的转染不需要转染试剂,这可以比较大限度地减少转染过程中试剂的二次效应。siRNA转染试剂定做