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。作为一般指导原则,建议使用早期传代的细胞以获得良好的转染效率,特别是涉及原代或干细胞的转染。厦门转染试剂疫苗
阳离子聚合物是一种非病毒载体,其结构的一个共同特征是分子中存在许多带正电的基团,这些基团被质子化成带正电的聚合物。阳离子聚合物可以通过静电相互作用结合核酸,并将其凝聚成小的纳米颗粒。正电荷改善了与带负电荷的细胞膜的相互作用,并帮助多聚体在溶酶体降解发生之前逃离核内体。随后,多聚体通过阳离子聚合物上带正电基团介导的质子海绵效应从核内体中逸出。此外,核酸必须与阳离子聚合物分离,才能**终发挥其功能。成功的核酸转染需要转染效率高、细胞毒性低。在确定阳离子聚合物是否是合适的核酸转染试剂时,必须考虑这两个特点。一般认为,阳离子聚合物的分子量越高,其包封核酸和被细胞摄取的能力越强,细胞活力和核酸释放越差。另一方面,分子量越低的聚合物,其浓缩核酸和被细胞摄取的能力就越低,但在细胞毒性和核酸释放方面则表现得更好。因此,转染时应慎重考虑阳离子聚合物的分子量。一些化学修饰,如聚乙二醇化和胆固醇修饰,可以***改善聚合物的性能。此外,可生物降解材料是降低细胞毒性的有效手段。厦门转染试剂疫苗PEI的分子量对细胞毒性和基因转移活性有影响。
基于病毒的转染,或者更具体地称为转导,涉及使用病毒载体将特定的核酸序列带入宿主细胞。逆转录病毒,如慢病毒,通常用于稳定转染。相比之下,腺病毒、腺相关病毒(AAV)和疱疹病毒是不能保证稳定转染的病毒载体。与非病毒转染相比,病毒转导被***认为是一种转染难以转染的细胞(如原代细胞)的高效方法。一般来说,逆转录病毒只能用于转染分裂细胞,而腺病毒、AAV和疱疹病毒可用于转染分裂细胞和非分裂细胞。然而,病毒转导与较高的细胞毒性相关,并可能造成病毒***的风险。病毒载体通常包含一个病毒包膜,它包围并保护病毒。表面蛋白可能存在于某些类型的病毒(如腺病毒)的表面,以促进与宿主细胞的接触和通信。病毒遗传物质被包裹在衣壳中,进入宿主细胞后,衣壳将被打开。与腺病毒、aav和疱疹病毒的基因组不同,这些病毒的基因组是单独维持的,逆转录病毒基因组被整合到宿主基因组中。通常,腺病毒和疱疹病毒携带双链DNA, AAV携带单链DNA,而逆转录病毒携带RNA。
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。随着寡核苷酸生物合成产业的发展,不同类型的修饰寡核苷酸也被引入市场,以提高小RNA寡核苷酸转染的效率。
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。与前一种策略类似,超声照射的暴露时间、脉冲数和密度也被报道与转染效率成比例相关,直至达到阈值。超过耐受极限,细胞存活率和转染效率可能会下降。同样,增加核酸的数量也可以提高超声辅助转染的转染效率。在同一项研究中,超声转染悬浮培养的人293T细胞比转染贴壁培养的相同细胞类型更容易。然而,这一观察结果与另一项研究的结果不一致,该研究报告在悬浮或单层条件下培养的转染大鼠细胞数量没有***差异。值得注意的是,后一项研究还报道了单层培养的大鼠细胞在转染后保持较高的细胞活力。然而,这两项研究的不一致结果表明,超声穿孔的比较好培养条件可能因使用的细胞系不同而异。在另一项研究中表明超声转染效率因使用的细胞类型而异,Hela和T-24细胞系的超声转染效率优于PC-3、U937和Meth A细胞系。因此,细胞类型的选择是影响超声转染效率的另一个因素。核酸与转染试剂的比例对转染效率也有影响。厦门转染试剂疫苗
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)。厦门转染试剂疫苗
阳离子脂质体合成中常用的分子是中性脂质二油基磷脂酰乙醇胺(DOPE)。DOPE的作用是促进膜融合,并有助于质膜或核内体的不稳定。此外,由于阳离子脂质相互排斥,因此需要DOPE等辅助脂质来稳定阳离子脂质体(CLs)悬浮液,并抵消其他载体如聚乙烯亚胺(PEI)和树状大分子中存在的阴离子糖胺聚糖的抗转染作用。没有中性脂质的脂质体具有较低的转染率,尽管情况并非总是如此。不同的转染率可能是由用于配制脂质体的阳离子:中性脂质的不同比例引起的。如上所述,CLs介导的核酸转移的成功取决于许多因素,这些因素可能解释了脂质体(脂质体介导的转染)的内在变异性,特别是在体内。厦门转染试剂疫苗