細胞轉染是指將外源基因如DNA,RNA等導入細胞內的一種技術。根據哺乳動物細胞蛋白表達流程,細胞培養完成后需進行細胞轉染,根據不同的實驗目的可選擇不同的轉染方法。目前,常用的細胞轉染方法主要分為三類途徑:物理介導(電穿孔法,基因槍法、顯微注射法)、化學介導(脂質體轉染法、磷酸鈣共沉淀法、陽離子聚合物介導法)、生物介導(病毒介導轉染、原生質體轉染)。
| 細胞轉染方法 | 細胞轉染原理 | 主要特點 | 適用類型 |
| 陽離子脂質體轉染法 | 帶正電荷的脂質體靠靜電作用和DNA 結合形成 DNA-脂質體復合物,然后通過細胞的內吞作用進入細胞 | ·操作簡便 ·適用于各種裸露的DNA和RNA片段 ·適合轉染各種細胞 ·對DNA濃度有一定要求 ·重復性好,但轉染時需除血清 |
瞬時轉染 穩定轉染 所有細胞 |
| DEAE-右旋糖苷法 | 帶正電的DEAE-右旋糖苷與核酸的磷酸基團形成帶正電的復合物,復合物和帶負電的細胞膜接觸后而被細胞膜攝取 | ·有一定的毒性 ·操作簡單,適用性廣 ·重復性好,但轉染時需除血清 |
瞬時轉染 |
| 磷酸鈣法 | 磷酸鈣能夠促進外源DNA和細胞的結合,磷酸鈣-DNA復合物能夠附著到細胞表面,并通過內吞作用進入細胞 | ·操作簡單 ·對DNA濃度要求高 ·適用性有局限(不適用于原代細胞) |
瞬時轉染 穩定轉染 |
| 電穿孔法 | 高脈沖的電壓破壞細胞膜,在細胞膜表面形成孔道,DNA通過孔道進入細胞 | ·適用性廣,適用于質粒和幾十kb的基因組片段 ·針對不同細胞要優化實驗條件細胞 ·致死率較高 |
瞬時轉染 穩定轉染 所有細胞 |
| 顯微注射法 | 利用顯微操作系統和顯微注射技術將 DNA直接注入到細胞中 |
·整合率較高,適用于工程改造和轉基因動物的建立 ·操作復雜,且需要昂貴精密的設備 ·外源基因的整合位點和拷貝數無法控制,會導致片段缺失、突變 |
瞬時轉染 穩定轉染 |
| 逆轉錄病毒轉染 | 通過病毒的膜蛋白和細胞表面的受體相互作用而進入細胞,利用宿主細胞酶自行轉錄復制合成DNA,并隨機整合到細胞基因組中 | ·轉染效率高,適用于難轉染細胞轉染利用病毒介導轉染,外源基因整合較穩定 ·逆轉錄病毒只選擇感染分裂細胞 ·容納外源基因長度<8kb |
瞬時轉染 穩定轉染 特定細胞 |
隨著分子生物學的發展,轉染已經成為研究和控制細胞基因功能、實現基因調控的常規工具。理想的基因轉染試劑應該具有如下特點:高效轉染;安全;低細胞毒性;方法簡單;省時、經濟。