由于CRISPR/Cas的发现,基因组编辑领域经历了一场**。细菌免疫系统的CRIPSR/Cas成分导致全基因组双链DNA断裂,并通过内部DNA修复过程促进基因编辑。有研究指出,阳离子聚合物聚乙二胺-环糊精(PC)有助于编码Cas9和sgRNA的质粒的有效递送。当大质粒通过PC传递时,它们可以以高N/P比聚结并包裹质粒;这有效地编辑了两个基因组位点:血红蛋白亚基β(19.1%)和菱形5同源物1(RHBDF1(7.0%))。研究人员开发了巨噬细胞特异性启动子驱动的Cas9表达质粒(pM458和pM330),并将其包裹在阳离子脂质辅助PEG-b-PLGA纳米颗粒中,以解决无法在靶组织和细胞中进行精确基因编辑的问题(CLAN)。基于阳离子聚合物的基因***在临床试验中显示出巨大的潜力,但由于研究仍处于早期阶段,目前大多数研究都处于临床前阶段。PEI的分子量对细胞毒性和基因转移活性有影响。北京转染试剂
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。静脉注射脂丛的肺表达比给药后第1天和第2天观察到的比较大表达量每周减少约1log。造成这种现象的机制可能有以下几种:(a)产生针对外源基因产物的新***抗体,(b)细胞因子介导的启动子关闭,(c)通过凋亡、先天或适应性免疫反应根除表达细胞以及(d)表达基因的细胞因细胞凋亡而减少是导致表达减少。这些机制具有重要意义,因为不可能重复给药,而且转基因净表达会随着时间的推移而减少。尽管通过中和或消除细胞因子的产生可以提高肺中的基因表达水平。静脉给药引起的毒性可能是由于小鼠转氨酶水平的增加,在相同剂量下,小鼠肝脏出现组织病理学病变,但肺部没有不良反应。这种增加可以通过使用较少的细胞毒性阳离子脂质体(CLs)来控制。转氨酶的释放归因于未甲基化的碱基,如pDNA序列中的胞嘧啶和鸟嘌呤。贵州siRNA转染试剂流式细胞术可以更精确地定量表达特定荧光基因的细胞,以评估转染效率。
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。
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。超声辅助转染涉及在宿主细胞膜上制造微小的孔,以促进核酸(包括DNA和RNA)的传递。
在一项将质粒DNA转染到HUVEC中的研究中,使用包括Effectene和FuGENE 6在内的非脂质体试剂比脂质体试剂DOTAP(18%)产生了更好的转染效率(34%和33%)。在另一项用质粒DNA转染HUVEC的研究中,与Effectene和FuGENE 6或HD等非脂质体试剂(48小时时均<20%)相比,脂质体试剂显示出更高的转染效率(Lipofectamine LTX在48小时时约为38%,Lipofectamine 2000在48小时时约为23%)。在这些研究中,基于脂质体和非脂质体的试剂转染HUVECs的效率无法得出结论,主要是由于所用试剂的范围存在差异。然而,一致的观察结果表明转染效率仍然存在无论使用何种试剂,低于40%无疑暗示原代细胞是一种难以转染的细胞类型。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。甘肃PEI 转染试剂
一项与抗血管生成基因传递高度相关的发现是,阳离子脂质体(CLs)选择性地靶向的血管系统。北京转染试剂
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。北京转染试剂