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  • 發布時間:2020-09-14 22:42 原文鏈接: 細胞轉染(CellTransfection)技術綜述

    一、細胞轉染途徑
    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物理介導技術;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。
    1、物理介導
    (1)電穿孔法:靠脈沖電流在細胞膜上打孔而將核酸導入細胞。
    優點:轉染效率較高
    缺點:需要昂貴的儀器(電穿孔儀);對細胞的損傷較大,每次轉染需要更多的細胞和DNA;每種細胞電轉的條件都需要進行多次優化。
    (2)顯微注射:借助顯微注射器直接把DNA注入核內,使之整合入受體細胞基因組中。
    優點:轉染效率高,可用于瞬時轉染和穩定轉染
    缺點:導入DNA時需要一個細胞一個細胞注射,不適合大量轉染
    (3)基因槍:依賴攜帶了核酸的高速粒子將核酸導入細胞內。
    2、化學介導
    (1)磷酸鈣共沉淀法:
    磷酸鈣有利于促進外源DNA與靶細胞表面結合,氯化鈣+DNA+磷酸緩沖液按一定的比例混和,形成極小的磷酸鈣-DNA復合物沉淀黏附在細胞膜表面,借助內吞作用進入細胞質。沉淀顆粒的大小和質量對于轉染的成功至關重要。
    優點:能用于任何DNA導入哺乳類動物,瞬時轉染和穩定轉染。
    缺點:轉染效率低:進入細胞的DNA只有1%-5%可以進入細胞核,其中只有不到1%的DNA可以與細胞DNA整合,在細胞中進行穩定表達。重復性不佳:pH值、鈣離子濃度、DNA濃度、沉淀反應時間、細胞孵育時間乃至各組分加入順序和混合的方式都可能對結果產生影響。
    (2)脂質體轉染法:
    中性脂質體是利用脂質膜包裹DNA,借助脂質膜將DNA導入細胞膜內。帶正電的陽離子脂質體,DNA并沒有預先包埋在脂質體中,而是帶負電的DNA自動結合到帶正電的脂質體上,形成DNA-陽離子脂質體復合物,從而吸附到帶負電的細胞膜表面,經過內吞被導入細胞。
    優點:適用于把DNA轉染入懸浮或貼壁培養細胞,可用于瞬時轉染和穩定轉染;轉染效率高,比磷酸鈣法高5-100倍;能夠把DNA和RNA轉染到各種細胞,轉染的穩定性好,可重復性高,轉染時最好不加血清和抗生素。#1048715;
    缺點:陽離子脂質體細胞毒性相對較高,對部分細胞可能會干擾細胞的代謝。
    (3)多種陽離子物質介導:
    DEAE-葡聚糖介導的轉染,其原理還不清楚,可能是通過內吞噬作用而使DNA轉導進入細胞核,此法只適合暫時轉染實驗,轉染效率與 DEAE-葡聚糖濃度以及細胞與DNA/DEAE-葡聚糖混合液接觸時間的長短很有關系,可采用較高濃度的DEAE-葡聚糖(1g/L)作用較短時間 (30分鐘-1.5小時),也可用較低濃度(250g/L)的DEAE-葡聚糖作用較長時間(8小時)。
    3、生物介導
    病毒介導的轉染:以病毒作為載體,通過病毒感染的方式將外源DNA 導入到細胞中, 其中以逆轉錄病毒及腺病毒轉染系統最為常用。
    優點:整和效率高, 可使外源基因在宿主細胞中長期表達,適用于難以轉染的原代細胞。
    缺點:存在潛在的安全危險性。

    二、理想的細胞轉染方法
    理想細胞轉染方法,應該具有轉染效率高、細胞毒性小、重復性好、安全、簡單等優點。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。
    三、細胞轉染分類
    瞬時轉染:是指外源基因進入受體細胞后,存在于游離的載體上,不整合到細胞的染色體上。
    穩定轉染: DNA整合到宿主細胞的染色體中。

    四、報告基因
    是一種編碼可被檢測的蛋白質或酶的基因,是一個其表達產物非常容易被鑒定的基因。把它的編碼序列和基因表達調節序列相融合形成嵌合基因,或與其它目的基因相融合,在調控序列控制下進行表達,從而利用它的表達產物來標定目的基因的表達調控。
    常用的報告基因系統:半乳糖苷酶報告系統、熒光素酶報告系統、熒光蛋白報告系統(GFP)等。

    五、轉染方法
    本人用的是Invitrogen公司的Lipofectamine2000在24孔板轉染單層貼壁細胞。(別的方法可以參考生產商提供的protocol)
    1、轉染前1天將0.5~2×105細胞接種于24孔培養板,并加入500ul不含抗生素的完全培養基,以保證轉染時細胞匯合達90~95%。
    2、準備復合物
    (1)將0.8ug DNA稀釋于50ul無血清無抗生素的培養液中輕輕渾勻。
    (2)將2ul Lipofectamine2000稀釋于50ul無血清無抗生素的培養液中,輕輕渾勻,室溫孵育5分。注意:必須在25分內進行。
    (3) 5分后將它們混合,并輕輕渾勻,室溫孵育20分。
    3、吸去培養板的培養基,用PBS或無血清培養基(最好)清洗細胞2次。
    4、將復合物(總體積100ul)加入培養孔,前后搖動培養板使其分布均勻。
    5、將細胞放入培養箱孵育4~6h后,可以更換含血清培養液去除復合物(也可不用)。
    6、24~48h后可以觀察轉入基因表達情況。
    7、穩定轉染:換含血清培養基24h后將細胞以1:10(或更高比例)傳代,1天后更換篩選培養基篩選。
    8、優化:要保證細胞匯合率達90~95%(比較高);DNA/ Lipofectamine2000比率1:0.5~1:5,一般細胞1:2~3.


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