轉(zhuǎn)染是一種常見的實驗室細胞培養(yǎng)技術(shù),用于許多研究領(lǐng)域、藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)。 體外轉(zhuǎn)染是指將貨物分子(例如核酸 – DNA或RNA)輸送到培養(yǎng)的細胞(通常是癌細胞系)中。 體內(nèi) 轉(zhuǎn)染是指將貨物分子(如治療性 siRNA、質(zhì)粒 DNA、小蛋白等)遞送至靶組織。有針對 體外 和 體內(nèi) 轉(zhuǎn)染優(yōu)化的市售轉(zhuǎn)染產(chǎn)品,以及生物 CRO 提供的轉(zhuǎn)染服務(wù)經(jīng)過 GLP 認證,可以根據(jù) FDA 的要求進行這些臨床前實驗。
轉(zhuǎn)染方法包括通過非病毒技術(shù)進行的各種方法(物理和化學(xué)方法)——電穿孔、磷酸鈣暴露、基于脂質(zhì)體的轉(zhuǎn)染,允許通過細胞膜遞送貨物分子而不會對細胞造成長久的損傷。下面描述了幾種化學(xué)轉(zhuǎn)染方法。
化學(xué)轉(zhuǎn)染方法
由于可供購買的轉(zhuǎn)染試劑簡單、成本高且種類繁多,化學(xué)轉(zhuǎn)染是一種流行的技術(shù)。瞬時轉(zhuǎn)染通常用于持續(xù)數(shù)天的所需基因的短期表達。研究應(yīng)用包括基因表達研究、基因沉默研究和重組蛋白分析。
化學(xué)轉(zhuǎn)染實驗的工作流程在各種細胞類型中都很常見。這包括在亞匯合處接種細胞,在轉(zhuǎn)染前立即制備轉(zhuǎn)染試劑/DNA 復(fù)合物,然后評估構(gòu)建體的表達。細胞培養(yǎng)基在接種細胞后一天更新,然后在轉(zhuǎn)染后幾小時更新。必須對轉(zhuǎn)染方案進行優(yōu)化,以確保高轉(zhuǎn)染效率,并且該方法對被轉(zhuǎn)染的細胞無毒。
脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染是使用脂質(zhì)體的轉(zhuǎn)染,脂質(zhì)體是可以與細胞膜融合并能夠釋放其內(nèi)容物的小分子。脂質(zhì)體可以是基于脂質(zhì)的(更常見),也可以是基于非脂質(zhì)的。帶正電荷的陽離子聚合物與帶負電荷的核酸結(jié)合良好,是另一種轉(zhuǎn)染方法。脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染方法在新藥發(fā)現(xiàn)和開發(fā)中有多種常見應(yīng)用,尤其是在腫瘤學(xué)中,其中的應(yīng)用包括通過基于小分子的藥物靶向特定基因(例如致癌基因)或使用 RNAi 技術(shù)進行基因沉默。
物理轉(zhuǎn)染方法
電穿孔和細胞注射(例如基因槍)是物理轉(zhuǎn)染方法的兩個經(jīng)典例子,它們能夠完成核酸的遞送,但由于細胞膜的破壞而對細胞很苛刻并且經(jīng)常導(dǎo)致細胞死亡。對于傳統(tǒng)上難以轉(zhuǎn)染的細胞來說,這是一個合適的選擇。物理轉(zhuǎn)染涉及電穿孔、顯微注射和基因槍粒子遞送。
電穿孔取決于 DNA 濃度和所用細胞的類型。傳統(tǒng)的電穿孔需要使用電穿孔比色皿。許多公司銷售的電穿孔系統(tǒng)與從原代細胞和干細胞到原核細胞和哺乳動物細胞的細胞類型兼容。
顯微注射通常用于將 DNA 和 RNA 引入單個細胞,例如胚胎干細胞。借助顯微操作器和顯微鏡,DNA 或 RNA 直接插入細胞質(zhì)或細胞核。這通常很耗時,但會產(chǎn)生非常高的轉(zhuǎn)染效率。
基因槍顆粒遞送依賴于攜帶核酸的微粒將 DNA 或 RNA 引入細胞。一種快速的方法,將這些顆粒射入細胞,但缺點是細胞死亡率很高。
轉(zhuǎn)染方案和實驗細節(jié)
雖然轉(zhuǎn)染是一種非常廣泛和有用的技術(shù),但它對被轉(zhuǎn)染的細胞類型具有高度特異性。一些細胞更適合轉(zhuǎn)染,而另一些細胞則不適合,因此一些細胞對某些轉(zhuǎn)染試劑更敏感。細胞系的廣泛多樣性和與每個細胞系相關(guān)的具體細微差別需要一本教科書來充分描述,但值得慶幸的是,轉(zhuǎn)染試劑可以幫助實驗發(fā)揮作用,而無需進行廣泛的背景研究。許多公司開發(fā)了專門針對特定細胞類型優(yōu)化的轉(zhuǎn)染試劑,從而確保基因編輯實驗的最大效率。
在設(shè)計轉(zhuǎn)染實驗時,了解轉(zhuǎn)染的最終目標尤為重要;穩(wěn)定表達需要與瞬時轉(zhuǎn)染不同的設(shè)置,因此,應(yīng)調(diào)整實驗方案。如果時間緊迫,那么轉(zhuǎn)染實驗可以外包給可靠的公司,這些公司可以保證為研究應(yīng)用開發(fā)穩(wěn)定或瞬時細胞系。
Altogen Biosystems 的體內(nèi)轉(zhuǎn)染試劑
RNAi 已用于使用動物模型的體內(nèi)目標驗證研究。在體內(nèi)進行 RNAi 研究的主要挑戰(zhàn)是將功能性小 RNA 分子有效、定向地遞送到特定組織中。 Altogen® In Vivo Transfection Reagents 可以與 siRNA(或 microRNA)結(jié)合,并通過瘤內(nèi) (it) 或通過靜脈 (iv) 尾靜脈注射進行全身給藥,以在特定組織(包括肝臟、胰腺、腎臟和腫瘤。早在注射后 24 小時就可以看到選擇性擊倒。
Altogen Biosystems 的特色體內(nèi)轉(zhuǎn)染產(chǎn)品:
體內(nèi)納米顆粒轉(zhuǎn)染試劑盒 || 體內(nèi)脂質(zhì)轉(zhuǎn)染試劑盒 || 體內(nèi)胰腺靶向轉(zhuǎn)染試劑盒
Altogen Custom Services 提供專業(yè)的生物技術(shù)和制藥服務(wù),包括60 多種經(jīng)過驗證的異種移植模型、穩(wěn)定細胞系的開發(fā)、RNA 干擾 (RNAi) 服務(wù)、分析開發(fā)、ELISA 和蛋白質(zhì)印跡服務(wù)、siRNA 文庫篩選和轉(zhuǎn)染服務(wù)。穩(wěn)定表達細胞系的生成可能非常昂貴且耗時。Altogen Labs 提供僅需 28 天即可完成的穩(wěn)定細胞系生成服務(wù)。
轉(zhuǎn)染方法和細胞轉(zhuǎn)染技術(shù)
細胞轉(zhuǎn)染是一種實驗室技術(shù),用于將核酸(例如 DNA、RNA 或 siRNA)輸送到細胞中以修飾其基因表達或研究基因功能。該技術(shù)涉及使用轉(zhuǎn)染試劑將核酸引入細胞,這有助于它們進入細胞。
細胞轉(zhuǎn)染通常包括以下步驟:
轉(zhuǎn)染試劑的選擇:研究人員選擇與被轉(zhuǎn)染的細胞類型和被遞送的核酸類型兼容的轉(zhuǎn)染試劑。
核酸的制備:通過從天然來源分離它們或在實驗室中合成它們來制備核酸。
轉(zhuǎn)染復(fù)合物的形成:核酸與轉(zhuǎn)染試劑混合形成可進入細胞的復(fù)合物。
細胞轉(zhuǎn)染:將轉(zhuǎn)染復(fù)合物加入細胞中,孵育細胞,使核酸進入細胞。
轉(zhuǎn)染效率分析:通過使用 PCR、蛋白質(zhì)印跡或熒光顯微鏡等技術(shù)測量遞送核酸的基因表達水平來評估轉(zhuǎn)染效率。
細胞轉(zhuǎn)染是研究基因功能和開發(fā)遺傳疾病或癌癥新療法的寶貴工具。然而,轉(zhuǎn)染的效率和特異性會受到多種因素的影響,包括轉(zhuǎn)染試劑的選擇、被轉(zhuǎn)染的細胞類型和實驗條件。因此,仔細優(yōu)化轉(zhuǎn)染條件和適當?shù)目刂茖τ诖_保轉(zhuǎn)染實驗的可靠性和可重復(fù)性非常重要。