基因和RNAi***在临床上的应用需要安全高效的载体。迄今为止,核酸***的两种主要方法是基于病毒和非病毒载体。与病毒载体相关的安全问题有很多:诱导免疫反应的风险、不必要的突变和**。因此,在开发基于脂质或聚合载体的非病毒载体是势在必行的。1965年,Vaheri和Pagano引入了二乙基氨基乙基修饰的葡聚糖,这是第一种用于基因传递的聚合物。1987年,Felgner引入了DOTMA,这是第一种用于DNA转染的阳离子脂质。从那时起,大量不同的脂质和聚合物被开发出来。南京星叶生物正是利用将核酸封装在纳米级脂质体囊泡中的技术,开发出了Gemate系列转染试剂。其结构的一个共同特征是分子中存在许多带正电的基团,这些基团被质子化成带正电的聚合物。江苏转染试剂
作为一般指导原则,建议使用早期传代的细胞以获得良好的转染效率,特别是涉及原代或干细胞的转染。另一个有趣的观察结果是,37℃是可以帮助原代细胞达到更高转染效率的比较好培养温度。这种现象可能是因为37摄氏度是哺乳动物细胞的比较好培养温度。同时,在转染原代细胞时,化学转染似乎不如病毒和物理转染有吸引力,尤其是在人类原代干细胞中。当在相似条件下使用相同的转染试剂进行转染时,细胞系的来源(如人类与动物细胞系)也可能有助于不同程度的效率。在一项涉及转染人类和大鼠平滑肌细胞的研究中,大多数转染试剂在转染大鼠平滑肌细胞(α-10SMCs)方面的效率高于转染人主动脉平滑肌细胞(HASMCs)。江苏转染试剂并被困在核内小体中,从这些囊泡结构中释放出来,进入核周区域,后进入细胞核。
纳米颗粒的主要特性使它们能够用于细胞转染,但似乎找到一种既能改善基因表达又不影响细胞、不对细胞造成损害的比较好技术也至关重要。纳米颗粒参与内皮运输的能力使其能够精心设计**精确的方法,将基因结构靶向到特定的作用位置。来自不同化合物和元素的纳米颗粒的作用方式与转染的非病毒载体相同,这使它们能够通过内吞作用将DNA运输过细胞膜。DNA被包裹起来,很容易从核内体中释放出来,也被核酸酶保护着不被消化。由于有许多不同种类的纳米颗粒,找到**适合转染哺乳动物细胞的纳米颗粒是至关重要的。将纳米颗粒与其他化合物连接成多功能、复杂的运输单元,可以提高穿越细胞膜和细胞内运输的效率。将蛋白质或多肽结合到纳米颗粒上,根据细胞类型的不同,转染效率提高了5到10倍。
小RNA和质粒DNA的共转染可用于评估转染效率。这可以通过引入含有荧光素酶报告基因的质粒来实现,其中的3'UTR可以被特定的小RNA(如miRNA)识别,然后允许小RNA结合以抑制荧光素酶的表达。另一方面,在RNA干扰(RNAi)研究中,小RNA和质粒DNA的共转染也是必不可少的,以确定siRNA等特定小RNA对宿主细胞中特定基因表达的调节作用。小的非编码RNA,如siRNA,以其表观遗传调控能力而闻名,更具体地说,是转录后对特定基因表达的调控。siRNA模拟物和携带与荧光素酶报告系统相关的特定基因的质粒DNA可以同时共转染到靶细胞中。siRNA模拟物成功敲低特定基因表达将导致荧光素酶活性***降低。共转染还可能涉及不同的小分子如miRNAs,这有助于研究小RNA对靶宿主细胞的影响。例如,如果引入miRNA模拟物可以影响特定细胞类型中特定下游基因的表达,那么预计将其抑制剂序列同时转染到同一细胞中会降低单独miRNA模拟物序列发挥的转录后调节作用。与单一核酸类型的转染相比,涉及将多个核酸转移到同一细胞中的共转染通常更多挑战性更大,因为并非所有核酸类型都能有效转移,这可能取决于转染方法和所涉及的细胞类型。作为一般指导原则,建议使用早期传代的细胞以获得良好的转染效率,特别是涉及原代或干细胞的转染。
阳离子聚合物是一种非病毒载体,其结构的一个共同特征是分子中存在许多带正电的基团,这些基团被质子化成带正电的聚合物。阳离子聚合物可以通过静电相互作用结合核酸,并将其凝聚成小的纳米颗粒。正电荷改善了与带负电荷的细胞膜的相互作用,并帮助多聚体在溶酶体降解发生之前逃离核内体。随后,多聚体通过阳离子聚合物上带正电基团介导的质子海绵效应从核内体中逸出。此外,核酸必须与阳离子聚合物分离,才能**终发挥其功能。成功的核酸转染需要转染效率高、细胞毒性低。在确定阳离子聚合物是否是合适的核酸转染试剂时,必须考虑这两个特点。一般认为,阳离子聚合物的分子量越高,其包封核酸和被细胞摄取的能力越强,细胞活力和核酸释放越差。另一方面,分子量越低的聚合物,其浓缩核酸和被细胞摄取的能力就越低,但在细胞毒性和核酸释放方面则表现得更好。因此,转染时应慎重考虑阳离子聚合物的分子量。一些化学修饰,如聚乙二醇化和胆固醇修饰,可以***改善聚合物的性能。此外,可生物降解材料是降低细胞毒性的有效手段。随着寡核苷酸生物合成产业的发展,不同类型的修饰寡核苷酸也被引入市场,以提高小RNA寡核苷酸转染的效率。江苏转染试剂
影响物理转染或机械转染效率的因素在很大程度上取决于这些方法的基本原理。江苏转染试剂
基因注射包括通过注射将所需的核酸物质直接输送到宿主细胞核中。当细胞转染具有挑战性时,特别是当需要对宿主细胞进行遗传修饰时,这种方法是一种很好的替代方法。与其他非病毒基因传递方法一样,没有一种方法可以适用于所有不同的细胞类型,选择合适的细胞类型和核酸大小对于确保基因注射的成功至关重要。例如,先前的一项研究报道了成功生成表达cre重组酶(大小~1,000bp)的转基因小鼠细胞系。另一方面,在一项体内研究中,表达转基因的小鼠肌纤维数量与注射次数和给药质粒剂量相关。另一项体外研究进一步支持了这一观点,该研究报道了表达报告基因的宿主细胞的数量与注入细胞的核酸量密切相关。此外,微针的大小、形状和额外涂层的存在也会影响基因注射的效率,因为有报道称,涂有微颗粒的小尺寸微针(<10毫米)能够顺利地将所需的货物输送到皮肤的角质层。江苏转染试剂