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。研究已经确定了阳离子脂质体(CLs)的某些特征,这些特征增强了它们在体内转运核酸的能力。贵州mRNA转染试剂
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。jetPEI 转染试剂帮转染纳米颗粒,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。
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。
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。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。
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。Severino et al.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。重庆北京转染试剂
阳离子聚合物是一种非病毒载体。贵州mRNA转染试剂
除了mRNA疫苗,DNA疫苗也是不错的选择。在聚葡萄糖、精胺(PG)偶联物和第四代聚酰胺树状大分子(PAMAM G4)的帮助下,研究人员集中研究了将合成t细胞免疫原作为DNA疫苗使用的方法。他们改进了PG和PAMAM G4复合物的大小、运动性和表面电荷,然后在BALB/c小鼠中测试疫苗设计的免疫原性。根据研究结果,由于同时包装在PG和PAMAM G4包膜中,DNA疫苗的免疫原性增加。在给予PG包被的DNA疫苗复合物的小鼠中,观察到**强的t细胞反应,并且这些反应明显高于给予裸DNA组合和PAMAM 4G包被的DNA组合的动物组。贵州mRNA转染试剂