基于病毒的轉(zhuǎn)染,或者更具體地稱為轉(zhuǎn)導(dǎo),涉及使用病毒載體將特定的核酸序列帶入宿主細(xì)胞。逆轉(zhuǎn)錄病毒,如慢病毒,通常用于穩(wěn)定轉(zhuǎn)染。相比之下,腺病毒、腺相關(guān)病毒(AAV)和皰疹病毒是不能保證穩(wěn)定轉(zhuǎn)染的病毒載體。與非病毒轉(zhuǎn)染相比,病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)被***認(rèn)為是一種轉(zhuǎn)染難以轉(zhuǎn)染的細(xì)胞(如原代細(xì)胞)的高效方法。一般來(lái)說(shuō),逆轉(zhuǎn)錄病毒只能用于轉(zhuǎn)染分裂細(xì)胞,而腺病毒、AAV和皰疹病毒可用于轉(zhuǎn)染分裂細(xì)胞和非分裂細(xì)胞。然而,病毒轉(zhuǎn)導(dǎo)與較高的細(xì)胞毒性相關(guān),并可能造成病毒***的風(fēng)險(xiǎn)。病毒載體通常包含一個(gè)病毒包膜,它包圍并保護(hù)病毒。表面蛋白可能存在于某些類型的病毒(如腺病毒)的表面,以促進(jìn)與宿主細(xì)胞的接觸和通信。病毒遺傳物質(zhì)被包裹在衣殼中,進(jìn)入宿主細(xì)胞后,衣殼將被打開。與腺病毒、aav和皰疹病毒的基因組不同,這些病毒的基因組是單獨(dú)維持的,逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組被整合到宿主基因組中。通常,腺病毒和皰疹病毒攜帶雙鏈DNA, AAV攜帶單鏈DNA,而逆轉(zhuǎn)錄病毒攜帶RNA。PLL(聚L -賴氨酸)是生理?xiàng)l件下帶正電的多氨基酸,當(dāng)鏈長(zhǎng)超過(guò)20個(gè)殘基時(shí),它與質(zhì)粒DNA結(jié)合并凝聚成致密顆粒。中國(guó)臺(tái)灣轉(zhuǎn)染試劑疫苗
脂質(zhì)復(fù)合物(CLNACs)通過(guò)網(wǎng)格蛋白參與的內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞,并被困在核內(nèi)小體中,從這些囊泡結(jié)構(gòu)中釋放出來(lái),進(jìn)入核周區(qū)域,***進(jìn)入細(xì)胞核。內(nèi)吞作用在一定程度上取決于脂質(zhì)體載體的物理化學(xué)性質(zhì)。Friend和同事描述了可能由脂質(zhì)體與核膜融合而形成的囊泡和網(wǎng)狀核內(nèi)膜。**近有研究表明,很大一部分從核內(nèi)體釋放到細(xì)胞質(zhì)質(zhì)的質(zhì)粒由于與細(xì)胞質(zhì)中的大離子凝聚劑結(jié)合而失去活性。這可能解釋了脂質(zhì)轉(zhuǎn)染所觀察到的低且可變的轉(zhuǎn)染率。雖然這些脂質(zhì)載體從細(xì)胞外部到細(xì)胞核的路徑尚未完全確定,但核酸能夠產(chǎn)生其效果本身就是一項(xiàng)驚人的壯舉。至少對(duì)于質(zhì)粒而言,較小的結(jié)構(gòu)體比較大的質(zhì)粒具有更高的轉(zhuǎn)染率。核酸外排,雖然不是常見的報(bào)道,但也被證明會(huì)發(fā)生。安徽轉(zhuǎn)染試劑試用在轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)中使用對(duì)照對(duì)于確定所使用的轉(zhuǎn)染試劑和核酸的效果和效率至關(guān)重要。
影響物理轉(zhuǎn)染或機(jī)械轉(zhuǎn)染效率的因素在很大程度上取決于這些方法的基本原理。例如,電穿孔技術(shù)依賴于電場(chǎng)來(lái)增加宿主細(xì)胞膜的通透性,以內(nèi)化外來(lái)核酸。因此,電穿孔過(guò)程中的電壓和持續(xù)時(shí)間是決定電穿孔成功與否的重要因素。施加高壓的長(zhǎng)時(shí)間電穿孔可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞損傷并降低轉(zhuǎn)染效率。通過(guò)增加電脈沖的數(shù)量也可以提高電轉(zhuǎn)染效率,但這可能會(huì)降低細(xì)胞活力。另一方面,電轉(zhuǎn)染效率取決于所使用的細(xì)胞類型,每當(dāng)要電轉(zhuǎn)染一種新的細(xì)胞類型時(shí),應(yīng)優(yōu)化電穿孔條件。一些細(xì)胞如T淋巴細(xì)胞,即使在標(biāo)準(zhǔn)的電穿孔條件下也可能轉(zhuǎn)染不良,而電轉(zhuǎn)染成纖維細(xì)胞通常可以產(chǎn)生良好的轉(zhuǎn)染結(jié)果。電穿孔緩沖液的組成是影響轉(zhuǎn)染效率的另一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。據(jù)報(bào)道,電穿孔緩沖液中的ATP酶抑制劑如利多卡因可提高電穿孔后的細(xì)胞活力,而使用K+-based緩沖液的轉(zhuǎn)染效率優(yōu)于Mg2+-based緩沖液。假設(shè)Mg2+離子在***ATP酶以恢復(fù)電穿孔后的離子穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮關(guān)鍵作用,以比較大限度地減少細(xì)胞死亡,但可能會(huì)降低轉(zhuǎn)染效率。因此,應(yīng)優(yōu)化由多種成分組成的合適的電穿孔緩沖液配方,以確保轉(zhuǎn)染效率和電穿孔后細(xì)胞活力之間的平衡。
**近一項(xiàng)與抗血管生成基因傳遞高度相關(guān)的發(fā)現(xiàn)是,陽(yáng)離子脂質(zhì)體(CLs)選擇性地靶向**的血管系統(tǒng)。陰離子或電中性脂質(zhì)體沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這種作用。Campbell和他的同事[95]發(fā)現(xiàn),與電中性脂質(zhì)體相比,使用CLs在**血管內(nèi)皮細(xì)胞(VECs)中積累更多,CLs通過(guò)添加5mol%聚乙二醇來(lái)穩(wěn)定。在兩種人類**類型(LS174T和MCAIV)和兩個(gè)位置(顱窗和背側(cè)皮膚褶腔)中發(fā)現(xiàn)了**VECs的選擇性遞送。**血管中囊泡的分布是不均勻的,這可能與該技術(shù)是否足以根除足夠數(shù)量的**VECs以實(shí)現(xiàn)**消退反應(yīng)有關(guān)。有趣的是,注射后24小時(shí),脂質(zhì)體上50%的摩爾電荷***增加了小鼠肺部的積聚?;瘜W(xué)轉(zhuǎn)染的效率可能取決于幾個(gè)因素,如使用的試劑類型、靶細(xì)胞的來(lái)源和性質(zhì),以及選擇的DNA與試劑比例。
轉(zhuǎn)染時(shí)通常推薦使用血清減少或無(wú)血清培養(yǎng)基,包括陽(yáng)離子轉(zhuǎn)染試劑,如Lipofectamine、HiperFect 和EndofectinMax。這種轉(zhuǎn)染活動(dòng)需要形成陽(yáng)離子脂質(zhì)體-DNA復(fù)合物,這需要帶正電的脂質(zhì)體分子和帶負(fù)電的核酸之間的相互作用。因此,血清中負(fù)電荷分子的存在可能會(huì)影響這種復(fù)雜的相互作用,從而影響轉(zhuǎn)染效率。然而,發(fā)現(xiàn)10%血清的存在導(dǎo)致FuGENE HD、jetPEI、Lipofectamine 2000和Arrest-In轉(zhuǎn)染MCF-7、HeLa、C2C12和MC3T3的轉(zhuǎn)染效率更高。研究表明,轉(zhuǎn)染中少量的血清可以通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)染復(fù)合物的zeta電位來(lái)改善轉(zhuǎn)染復(fù)合物與其宿主細(xì)胞表面之間的表面相互作用。常用的物理/機(jī)械轉(zhuǎn)染方法包括電穿孔、聲孔、基因顯微注射和激光照射。中國(guó)臺(tái)灣轉(zhuǎn)染試劑疫苗
評(píng)估轉(zhuǎn)染效率至關(guān)重要,特別是在需要高轉(zhuǎn)染效率以保證特定下游靶標(biāo)轉(zhuǎn)錄后調(diào)控的功能研究中。中國(guó)臺(tái)灣轉(zhuǎn)染試劑疫苗
基因注射包括通過(guò)注射將所需的核酸物質(zhì)直接輸送到宿主細(xì)胞核中。當(dāng)細(xì)胞轉(zhuǎn)染具有挑戰(zhàn)性時(shí),特別是當(dāng)需要對(duì)宿主細(xì)胞進(jìn)行遺傳修飾時(shí),這種方法是一種很好的替代方法。與其他非病毒基因傳遞方法一樣,沒(méi)有一種方法可以適用于所有不同的細(xì)胞類型,選擇合適的細(xì)胞類型和核酸大小對(duì)于確?;蜃⑸涞某晒χ陵P(guān)重要。例如,先前的一項(xiàng)研究報(bào)道了成功生成表達(dá)cre重組酶(大小~1,000bp)的轉(zhuǎn)基因小鼠細(xì)胞系。另一方面,在一項(xiàng)體內(nèi)研究中,表達(dá)轉(zhuǎn)基因的小鼠肌纖維數(shù)量與注射次數(shù)和給藥質(zhì)粒劑量相關(guān)。另一項(xiàng)體外研究進(jìn)一步支持了這一觀點(diǎn),該研究報(bào)道了表達(dá)報(bào)告基因的宿主細(xì)胞的數(shù)量與注入細(xì)胞的核酸量密切相關(guān)。此外,微針的大小、形狀和額外涂層的存在也會(huì)影響基因注射的效率,因?yàn)橛袌?bào)道稱,涂有微顆粒的小尺寸微針(<10毫米)能夠順利地將所需的貨物輸送到皮膚的角質(zhì)層。中國(guó)臺(tái)灣轉(zhuǎn)染試劑疫苗