在转染中,DNA通常通过病毒或非病毒载体(如质粒)转运到宿主细胞中。质粒的基本结构包括启动子、复制起点、多个克隆位点、目标基因和选择标记。质粒复制需要复制的起源,而多个克隆位点包含独特的内切酶切割位点,用于插入外源基因。适当的真核启动子(如CMV或EF-1a)的存在允许外源基因在宿主细胞中表达。质粒DNA可以以线性和超螺旋DNA的形式转染。与线性DNA相比,使用超螺旋质粒DNA转染通常会产生更高的效率,线性DNA更容易被外切酶降解。然而,线性化的DNA更具重组性,因此可以更容易地整合到宿主基因组中以实现稳定的转染。用二乙基氨基乙基修饰,右旋糖酐链的酰胺化很容易被质子化,这使得它可以自组装成带负电荷核酸的纳米颗粒。湖北北京转染试剂
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。高分子转染试剂动物实验纳米颗粒的主要特性使它们能够用于细胞转染。
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。
纳米颗粒,由于其在DNA转运到细胞中的保护能力,在不久的将来可以用作转基因的非病毒载体。通过将纳米粒子与许多不同的配体和化合物连接来修饰纳米粒子,有助于改善它们在细胞内的运输。将纳米颗粒靶向到细胞内的特定位置,配子和胚胎,可以通过磁转染来实现。尽管与市售的用于体外培养细胞的转染试剂相比,使用纳米颗粒转染具有相当的效率和更低的细胞毒性,但仍需要证明以这种方式传递DNA会导致体内相似水平的基因表达,特别是考虑到该技术可能导致副作用。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。
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。CpG免疫刺激的两个应用领域是疫苗接种和肿瘤免疫***。许多出版物表明,免疫刺激CpG基序可以用于疫苗接种策略,包括给药编码抗原的pDNA载体或给药抗原本身。通过不同的给药途径给药含CpG的脂丛可以抑制**生长。这些结果来源于使用表达促炎细胞因子(如IL-12)的转基因或甚至不含外源转基因的载体的研究。**的生长抑制似乎是由CpG基序引起的,因为这些序列的甲基化否定了这种作用。虽然有***效果,但含CpG基序对**生长的抑制的确切性质尚不清楚。产生的细胞因子对肿瘤细胞和**脉管系统都有多重作用。一个恰当的例子是IL-12的能力,在响应含CpG基序时产生,引发抗血管生成反应。其他细胞因子,如IFN-g(自身为CpG诱导的细胞因子)诱导的细胞因子,即IP10和Mig,也能够具有抗血管生成特性。选择合适的转染试剂可能取决于几个因素,包括转染核酸的类型和转染的复杂性(单转染或共转染)。天津转染试剂难转染
核酸与转染试剂的比例对转染效率也有影响。湖北北京转染试剂
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。湖北北京转染试剂