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比较大挑战仍然是效率低和细胞活力低。2015年,王等报道了Lipofectamine 2000和XtremeGENE HP等转染试剂在人牙周韧带干细胞中的转染效率非常低(<6%),而阳性对照慢病毒载体的转染效率约为95%。与同一研究中采用的磁辅助转染技术相比,后者表现出更高的转染效率(~11%)和更低的毒性。在另一项涉及人骨髓间充质干细胞(hBM-MSC)的研究中,Lipofectamine LTX被证明比TransIT-2020、Lipofectamine 3000和聚乙烯亚胺(PEI)等其他试剂产生比较好的转染效率(至少高出三倍),但细胞存活率较低(<50%)。相比之下,使用TransIT-2020试剂可能会获得更好的结果,该试剂的效率约为30%,细胞回收率高达90%,细胞干性约为95%。另一个难以转染干细胞的例子是诱导多能干细胞(iPSCs)。在一项比较转染人类ipsc衍生心肌细胞(hiPSC-CMSs)的不同非病毒方法的研究中,与其他试剂(Lipofectamine 3000、Lipofectamine 2000和基于pei的非脂质体试剂TransporterTM5和PEI25)相比,Lipofectamine STEM显示出更高的转染效率(高达32%),其效率低于20%。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。转染试剂检测
此外,病毒浓度被认为是影响转导效率的另一个因素。在Haas等人的评估中测试的其他几个参数中,即含有不同辅助蛋白的HIV慢病毒载体构建,纤维连接蛋白片段的存在/不存在以及在人脐带血和胚胎肾细胞的转导培养基中添加多阳离子硫酸鱼精蛋白,只有病毒滴度似乎与病毒转导效率直接相关。转染介质的条件也可能影响转导效率。例如,在转导过程中,使用胎牛血清比牛血清产生更好的转导效率。同样,研究表明,deae-葡聚糖等多阳离子可以比较大限度地减少带负电荷细胞之间的排斥力,并促进病毒转导。影响化学转染效率的因素转染试剂检测转染时推荐使用血清减少或无血清培养基包括阳离子转染试剂,如Lipofectamine、HiperFect 和EndofectinMax。
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。
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。其中一种是通过化学修饰来提高其与靶标和阻断外切酶活性的结合亲和力的agomirs和antagomirs。agomir是一种人工修饰的双链miRNA模拟物,旨在发挥比传统miRNA模拟物更高的靶标抑制活性(krtzfeldt另一方面,antagomir是一种专门设计的单链miRNA类似物,旨在抑制特定的miRNA。agomir和antagomir都被认为更稳定、更有效、更特异,而且与正常的模拟物或拮抗剂相比,对宿主细胞膜具有更高的结合亲和力。锁定核酸(LNA)是另一种修饰的寡核苷酸,其至少一个核苷酸具有额外的亚甲基桥,以增强其核糖环结构的稳定性。其锁定的核糖结构使得LNA比常用的寡核苷酸更短,从而使其比传统的寡核苷酸表现出更高的效率、稳定性和结合亲和力。NA基寡核苷酸的应用已被报道用于各种生化或功能分析,涉及递送小RNA分子,如siRNA、miRNA和piRNA。一些基于NA基的转染不需要转染试剂,这可以比较大限度地减少转染过程中试剂的二次效应。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。
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。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。高分子转染试剂难转染
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)。转染试剂检测
携带要转染的特定核酸的载体构建可以进一步分为病毒载体或质粒载体。病毒和质粒通过存在合适的真核启动子促进外源转基因的表达。病毒载体可能在宿主细胞中触发免疫原性反应,而非病毒载体的免疫原性相对较低。需要一种传递机制来促进靶向核酸或载体结构转移到宿主细胞中。其中一些需要物理方法,而另一些涉及使用递送载体,可能是脂质载体或非脂质载体,以帮助增强载体载体复合物与宿主细胞膜之间的接触,从而促进复合物进入细胞。设计和启动转染试验可能具有挑战性,特别是可供选择的转染方法或策略种类繁多的情况下。转染试剂检测