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。可以选择多种策略来评估转染效率。实时聚合酶链反应(qPCR)是一种通过直接测量特定外源蛋白表达水平来评估转染效率的定量方法。细胞内核酸或其他可能受到外源核酸(如miRNAs)影响的细胞内核酸。在瞬时转染的情况下,每次转染后都应进行qPCR,以确保良好的转染效率,然后再进行下游实验。与质粒报告系统共转染是另一种策略,可以通过表达特定的报告蛋白(如荧光素酶或β-半乳糖苷酶)来评估转染效率。采用小RNA荧光素酶报告系统以干扰(RNAi)研究为例,miRNA转染成功的标志是荧光素酶活性下调,这是由于miRNA与转录的荧光素酶mRNA 3'端结合导致mRNA降解。荧光显微镜是评估转染效率的另一种常见、简便、快速的方法。它通常涉及使用携带荧光报告基因或标记有荧光团的寡核苷酸的载体来进行荧光检测。然而,荧光显微镜只能提供对转染效率的定性或半定量测量,这可以使用ImageJ等专门软件来确定。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。Lipo2000转染试剂难转染
纳米颗粒的主要特性使它们能够用于细胞转染,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比较好技术也至关重要。纳米颗粒参与内皮运输的能力使其能够精心设计**精确的方法,将基因结构靶向到特定的作用位置。来自不同化合物和元素的纳米颗粒的作用方式与转染的非病毒载体相同,这使它们能够通过内吞作用将DNA运输过细胞膜。DNA被包裹起来,很容易从核内体中释放出来,也被核酸酶保护着不被消化。由于有许多不同种类的纳米颗粒,找到**适合转染哺乳动物细胞的纳米颗粒是至关重要的。将纳米颗粒与其他化合物连接成多功能、复杂的运输单元,可以提高穿越细胞膜和细胞内运输的效率。将蛋白质或多肽结合到纳米颗粒上,根据细胞类型的不同,转染效率提高了5到10倍。Lipo2000转染试剂难转染由于CRISPR/Cas的发现,基因组编辑领域经历了一场变革。
转染试剂的冻融被认为是另一个可能影响转染效率的潜在因素。Lipofectamine2000试剂与非冷冻对照相比,至少经历一次冻融循环后,HEK293、Neuro2α、C2C12成肌细胞和肌管、hTERTMSC、SMA和HepG2细胞系的转染效率更高,且细胞活力不受影响。一种可能的解释是,冷冻解冻可以增强分子重排分散,从而允许更高的分散率,从而允许核酸之间很大程度的接触,形成更多的转染复合物。然而,还需要更多的研究来支持这一做法,因为冻融过程也被认为会导致再结晶,从而破坏一些化学物质的结构。
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。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。
Severinoetal.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。他们成功实现了人动力蛋白的表达,但也证明了较高浓度的SLN仍然具有细胞毒性,并导致活细胞数量减少。另一组比较了DNA/DOTAP复合物和由鱼精蛋白、DNA和脂质层组成的纳米颗粒在不同细胞系上的转染效率:CHO(中国仓鼠卵巢细胞)、HEK293(人胚胎肾细胞)、NIH3T3(小鼠胚胎成纤维细胞)和A17(小鼠*细胞)。鱼精蛋白/DNA/脂质纳米颗粒在每种细胞系中更有效地实现绿色和红色荧光蛋白的表达,即使不同细胞系对转染的敏感性不同。阳离子脂质的毒性作用使我们必须寻找另一种能够取代它们的化合物。不同的β-氨基酯聚合物作为纳米载体,成功地将hESC(人类胚胎干细胞)的转染效率提高了四倍,同时保持较低的细胞毒性。这给我们带来了希望,纳米颗粒能够与具有所需官能团的其他化合物的必要添加一起形成***有效的核酸递送平台。在大肠杆菌细胞中复制的质粒通常含有二核苷酸频率为1:16的CpG基序,这与细菌DNA中的频率相似。Lipo2000转染试剂难转染
脂质颗粒的加入导致内体DNA释放增加。Lipo2000转染试剂难转染
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。Lipo2000转染试剂难转染