細胞轉染原理及常見轉染方法的比較（一）

實驗原理：

轉染是將外源性基因導入細胞內的一種專門技術。隨著基因與蛋白功能研究的深入，轉染目前已成為實驗室工作中經常涉及的基本方法。

常規轉染技術可分為兩大類,一類是瞬時轉染,一類是穩定轉染（永久轉染）。前者外源 DNA /RNA不整合到宿主染色體中,因此一個宿主細胞中可存在多個拷貝數,產生高水平的表達,但通常只持續幾天,多用于啟動子和其它調控元件的分析。一般來說，超螺旋質粒DNA轉染效率較高，在轉染后24-72小時內（依賴于各種不同的構建）分析結果，常常用到一些報告系統如熒光蛋白，β半乳糖苷酶等來幫助檢測。后者也稱穩定轉染，外源DNA既可以整合到宿主染色體中，也可能作為一種游離體（episome）存在。盡管線性DNA比超螺旋DNA轉入量低但整合率高，外源DNA整合到染色體中概率很小，大約1/104轉染細胞能整合，通常需要通過一些選擇性標記，如來氨丙基轉移酶（APH；新霉素抗性基因）、潮霉素B磷酸轉移酶（HPH）、胸苷激酶（TK）等反復篩選，得到穩定轉染的同源細胞系。

轉染大致可分為物理介導、化學介導和生物介導三類途徑。電穿孔法、顯微注射和基因槍屬于通過物理方法將基因導入細胞的范例；化學介導方法很多，如經典的磷酸鈣共沉淀法、脂質體轉染方法、和多種陽離子物質介導的技術；生物介導方法，有較為原始的原生質體轉染，和現在比較多見的各種病毒介導的轉染技術。

理想細胞轉染方法，應該具有轉染效率高、細胞毒性小等優點。病毒介導的轉染技術，是目前轉染效率最高的方法，同時具有細胞毒性很低的優勢。但是，病毒轉染方法的準備程序復雜，常常對細胞類型有很強的選擇性，在一般實驗室中很難普及。其它物理和化學介導的轉染方法，則各有其特點。

需要指出的一點，無論采用哪種轉染技術，要獲得最優的轉染結果，可能都需要對轉染條件進行優化。影響轉染效率的因素很多，從細胞類型、細胞培養條件和細胞生長狀態，到轉染方法的操作細節，都需要考慮。

常見的轉染方法及比較

轉染技術的選擇對轉染結果影響也很大，許多轉染方法需要優化DNA與轉染試劑比例、細胞數量、培養及檢測時間等。一些傳統的轉染技術，如DEAE右旋糖苷法、磷酸鈣法、電穿孔法,、脂質體法各有利弊,其主要主要原理及應用特點如下：

除上述傳統方法外，近年來國際上推出了一些陽離子聚合物基因轉染技術，以其適用宿主范圍廣、操作簡便、對細胞毒性小、轉染效率高受到研究者們的青睞.其中樹枝狀聚合物（Dendrimers）和聚乙烯亞胺（Polyethylenimine,PEI）的轉染性能最佳，但樹枝狀聚合物的結構不易于進一步改性，且其合成工藝復雜。聚乙烯亞胺是一種具有較高的陽離子電荷密度的有機大分子，每相隔二個碳個原子，即每“第三個原子都是質子化的氨基氮原子，使得聚合物網絡在任何pH下都能充當有效的“質子海綿”(proton sponge)體。這種聚陽離子能將各種報告基因轉入各種種屬細胞，其效果好于脂質聚酰胺，經進一步的改性后，其轉染性能好于樹枝狀聚合物，而且它的細胞毒性低。大量實驗證明，PEI是非常有希望的基因治療載體。目前在設計更復雜的基因載體時，PEI經常做為核心組成成分。