基因注射包括通过注射将所需的核酸物质直接输送到宿主细胞核中。当细胞转染具有挑战性时,特别是当需要对宿主细胞进行遗传修饰时,这种方法是一种很好的替代方法。与其他非病毒基因传递方法一样,没有一种方法可以适用于所有不同的细胞类型,选择合适的细胞类型和核酸大小对于确保基因注射的成功至关重要。例如,先前的一项研究报道了成功生成表达cre重组酶(大小~1,000bp)的转基因小鼠细胞系。另一方面,在一项体内研究中,表达转基因的小鼠肌纤维数量与注射次数和给药质粒剂量相关。另一项体外研究进一步支持了这一观点,该研究报道了表达报告基因的宿主细胞的数量与注入细胞的核酸量密切相关。此外,微针的大小、形状和额外涂层的存在也会影响基因注射的效率,因为有报道称,涂有微颗粒的小尺寸微针(<10毫米)能够顺利地将所需的货物输送到皮肤的角质层。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。上海fugene转染试剂
**近的研究已经确定了阳离子脂质体(CLs)的某些特征,这些特征增强了它们在体内转运核酸的能力。这些特征包括阳离子头基团及其邻近的脂肪链在主链上呈1,2关系,醚键用于桥接脂肪链到主链,成对的油基链作为疏水系链。无论如何,这些特征虽然不能决定细胞培养中更好的转染能力,但可以在体内实现更好的核酸递送。因此,必须谨慎对待体外和细胞培养的结果,不能必然地用来推断核酸载体在体内的潜力。当这些囊泡在体内引入时,其他因素(如颗粒直径)变得更加重要。使用脂质体时遇到的毒性通常与制剂中阳离子脂质与核酸之间的电荷比、所使用的制剂类型以及所给脂质体的剂量密切相关。较高的电荷比通常对多种细胞类型的毒性更大,包括*细胞系。另外,不同的试剂对细胞的毒性程度不同,毒性是细胞特异性的。目前市面上有超过30种不同的商用CL制剂品种可供选择。由于毒性,脂质体的体内递送必须尽可能靠近目标部位,以尽量减少副作用。上海脂质体转染试剂在腺病毒载体或脂质体的全身递送后,转基因表达相对短暂。
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。
纳米颗粒在疫苗递送中往往表现出***的佐剂作用。阳离子聚合物,包括PEI、聚赖氨酸、阳离子葡聚糖和阳离子明胶,已经有报道显示出对Th1反应的强烈刺激,其特征是诱导CD4(+)T细胞增殖和th1相关细胞因子的分泌。此外,阳离子聚合物强烈抑制LPS诱导的巨噬细胞分泌TNF-α。阳离子聚合物的刺激能力与其阳离子化程度有关,阳离子聚合物与阴离子聚合物的中和可以完全消除刺激作用。聚合物的分子量也会影响其刺激能力,分子越大意味着刺激能力越大。基因是阳离子聚合物作为转染剂的主要应用。
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。人类原代干细胞是另一种公认的难以转染的细胞类型,转染这种细胞类型的挑战仍然是效率低和细胞活力低。上海fugene转染试剂
肌内注射脂质体不能引起强烈的毒性反应,这与肺内或静脉注射途径的情况不同。上海fugene转染试剂
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。上海fugene转染试剂