基于非病毒的转染方法可以进一步分为物理/机械方法和化学方法。常用的物理/机械转染方法包括电穿孔、声孔、磁***、基因显微注射和激光照射。电穿孔是一种常用的物理转染方法,利用电压瞬间增加细胞膜通透性,允许外来核酸进入。这种方法通常用于转染原代细胞、干细胞和B细胞系等难以转染的细胞。然而,使用高压可能导致细胞坏死、凋亡和长久性细胞损伤。超声辅助转染或超声穿孔涉及使用微泡技术在细胞膜上制造孔,以减轻遗传物质的转移,而激光照射辅助转染使用激光束在质膜上制造小孔,允许外来遗传物质进入。与电穿孔一样,超声穿孔和激光辅助转染也有破坏细胞膜和不可逆细胞死亡的风险。相比之下,磁辅助转染,或使用磁力来帮助转移外来遗传物质的磁转染,似乎对生物的破坏性较尽管效率较低,但对宿主细胞的破坏较小。另一方面,基因显微注射涉及使用特定的针刺穿细胞,将所需的核酸注射到宿主细胞的细胞核中。然而,这项技术需要经过专门训练的人员或机器人系统,他们可以高精度地执行程序,以防止细胞损伤,因此在基因***等临床应用中具有重要价值。与物理或机械转染方法相比,化学转染涉及使用专门设计的化学品或化合物来帮助将外源核酸转移到宿主细胞中。由于CRISPR/Cas的发现,基因组编辑领域经历了一场变革。shRNA转染试剂企业
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。这些编码序列通常由质粒DNA携带到细胞中,以研究其未知的功能或用于特定的***目的。此外,降低基因表达的siRNA也是核酸转染的靶标。通过siRNA的敲低作用,研究人员可以操纵愈合基因的表达来研究基因的功能和相互作用。siRNA在**研究、基因***、组织工程等方面发挥着重要作用。mRNA曾被认为不适合用于基因***药物,因为它易于降解。然而,研究人员通过化学修饰提高了其稳定性,使其成为表达外源基因的理想核酸药物。mRNA疫苗已用于预防COVID-19,许多用于*****的mRNA药物正在开发中。裸核酸分子被细胞吸收的效率极低。这是因为核酸是亲水、带负电的生物分子,难以接近疏水、带负电的脂质细胞膜。因此,核酸分子必须通过载体传递到细胞中。核酸载体有两种:病毒载体和非病毒载体。在转染有效性和包装能力方面,病毒载体表现良好。然而,病毒载体的缺点也不容忽视,比如容易引发炎症反应和基因突变。而非病毒载体的材料来源丰富,化学结构可控,易于大量制备;因此,它们在核酸转染中具有不可替代的作用。北京合肥转染试剂小RNA和质粒DNA的共转染可用于评估转染效率。
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。
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。转染时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。
核酸与转染试剂的比例对转染效率也有影响。在一项涉及原代人成肌细胞的研究中,使用不同的核酸比例来比较转染效率的影响,转染试剂包括FuGENE6、Effectene和ExGen500(一种基于pei的试剂)。该研究的一个***发现是,转染效率可能不一定与所用试剂的体积直接相关。例如,2µgDNA与5µLFuGENE6试剂的比例被证明可以产生比较好的转染效率,而更低或更高的DNA与试剂的比例并不能提高效率。在另一项涉及转染人胃腺*细胞系的研究中也观察到类似的发现,即在一系列组合中使用比较高转染试剂与DNA比体积测试时,转染效率并未达到比较好。使用不成比例的高转染试剂量会导致不必要的细胞毒性,从而降低整体转染结果。因此,确定合适的核酸与试剂比例是启动新的转染研究以实现高转染效率和低细胞毒性的重要步骤。研究人员集中研究了将合成t细胞免疫原作为DNA疫苗使用的方法。重庆青岛转染试剂
常用的物理/机械转染方法包括电穿孔、声孔、基因显微注射和激光照射。shRNA转染试剂企业
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。shRNA转染试剂企业