化学转染可分为基于脂质体或非基于脂质体。基于脂质体的转染试剂是一种化学物质,它能够形成带正电的脂质聚集体,这些聚集体可以与宿主细胞的磷脂双分子层顺利融合,从而允许外来遗传物质以**小的阻力进入。另一方面,非脂质体转染试剂可进一步分为几类,包括磷酸钙、树状大分子、聚合物、纳米颗粒和非脂质体。磷酸钙是转染中使用的低价的化学物质之一,转染涉及将带正电的钙离子(Ca2+)与带负电的核酸结合,形成沉淀,然后被宿主细胞吸收。然而,磷酸钙转染的成功率较低,需要事先优化才能达到较高的转染效率。树状大分子是三维的、高度支化的有机大分子,可以与核酸形成复合物,作为一种替代的非脂质体转染试剂,它优于磷酸钙。然而,使用树状大分子的转染效率仍然低于病毒载体和脂质体试剂。阳离子聚合物也可以与带负电荷的核酸形成复合物,这有助于细胞通过内吞作用吸收遗传物质。与病毒载体相比,阳离子聚合物产生的细胞毒性较小,但效率也较低。纳米颗粒由于其体积小,增强了核酸进入宿主细胞的能力,正在成为非脂质体转染的替代选择。转染是将外源核酸送入细胞的过程,其目的是使外源基因编码的蛋白能够在细胞中表达。四川转染试剂试用
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。四川转染试剂试用南京星叶生物正是利用将核酸封装在纳米级脂质体囊泡中的技术,开发出了Gemate系列转染试剂。
化学转染的效率在很大程度上取决于几个因素,如使用的试剂类型、靶细胞的来源和性质,以及选择的比较好DNA与试剂比例。慢病毒等病毒载体能够携带大尺寸的核酸,并将其靶标传递给非分裂细胞和分裂细胞,因此在基因***中非常有用。有几个因素已被证明可能影响病毒转导的效率,如靶细胞类型、使用的启动子类型、载体浓度和使用的转导介质条件。在一项评估使用人类免疫缺陷病毒(HIV)和马传染性贫血病毒(EIAV)进行基因转导的体外研究中,观察到这两种病毒在来自人类、仓鼠、猫、狗、马和猪的不同细胞系上的不同程度的效率。在大多数细胞类型上,使用HIV的转导效率普遍优于EIAV,而这两种病毒对啮齿动物细胞的***性较弱。在同一项研究中,启动子的类型也被认为是可能影响转导效率的一个因素,因此含有替代CMV启动子的内部启动子EF-1a的HIV在小鼠和大鼠细胞上表现出更高的转导效率。
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。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。
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。是由非离子核酸与阳离子脂质体(CLs)表面结合,形成多层脂质-核酸复合物而形成的。广州转染试剂定制
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。四川转染试剂试用
基因和RNAi***在临床上的应用需要安全高效的载体。迄今为止,核酸***的两种主要方法是基于病毒和非病毒载体。与病毒载体相关的安全问题有很多:诱导免疫反应的风险、不必要的突变和**。因此,在开发基于脂质或聚合载体的非病毒载体是势在必行的。1965年,Vaheri和Pagano引入了二乙基氨基乙基修饰的葡聚糖,这是第一种用于基因传递的聚合物。1987年,Felgner引入了DOTMA,这是第一种用于DNA转染的阳离子脂质。从那时起,大量不同的脂质和聚合物被开发出来。南京星叶生物正是利用将核酸封装在纳米级脂质体囊泡中的技术,开发出了Gemate系列转染试剂。四川转染试剂试用