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。青海shRNA转染试剂
选择合适的转染试剂可能取决于几个因素,包括转染核酸的类型和转染的复杂性(单转染或共转染)。一些试剂如Effectene和TransIT-X2是专门用于质粒DNA转染的,而一些试剂如Lipofectamine RNAiMAX更适合于小寡核苷酸的转染。哺乳动物原代细胞由于其有限的寿命和有限的扩增能力,通常比其他细胞类型更不容易受到转染。非脂质体试剂在转染人原代细胞方面优于脂质体试剂,包括PEC、HASMC和HAEC、人原代成肌细胞和AGS。相比之下,据报道,基于脂质体的试剂(如Lipofectamine和DharmaFECT家族)在转染其他原代人细胞(如原代脐带静脉内皮细胞(HUVEC)和BM-MSC方面比非脂质体试剂产生更高的转染效率。细胞转染试剂脂质体化学转染的效率可能取决于几个因素,如使用的试剂类型、靶细胞的来源和性质,以及选择的DNA与试剂比例。
RNA和信使RNA与DNA转染类似,RNA可以通过基于RNA的病毒或非病毒载体导入真核细胞。与涉及DNA的转染相比,RNA转染可能产生更高的转染效率,因为后者不需要穿越核膜。在不需要基因组整合、转录和转录后处理的情况下,RNA转染也可能加速所需蛋白质的产生。使用基于信使RNA(mRNA)的载体也可以防止因整合到宿主基因组而引起的并发症,从而允许表达特定的,所需的蛋白质。然而,RNA转染后,蛋白质表达是短暂的,与DNA相比,RNA的稳定性相对较差,因此在细胞内运输时更容易降解。小RNA是长度为18-200个碱基对(bp)的RNA分子,具有调控转录后基因调控和RNA修饰的能力。小RNA包括microRNAs(miRNAs)、小干扰RNA(siRNA)、短发夹RNA(shRNA)等。microRNAs和piRNAs都是内源性单链小RNA。miRNAs(18-25bp)通过抑制目标mRNA或干扰其翻译起始,参与下游mRNA的转录后调控。与miRNAs和piRNAs类似,siRNA也在调控转录后基因表达中发挥作用。siRNA的长度通常为20-24bp,可表达为内源性或外源性双链小RNA。shRNA是一种具有发夹环的内源性双链小RNA。shRNA可以结合mRNA上的互补序列来降解它。
脂质颗粒的加入导致内体DNA释放增加。Delgado等人通过在肾细胞中添加鱼精蛋白,设法提高了固体脂质纳米颗粒的转染效率,但与不添加鱼精蛋白的对照组相比,相同的多功能单元,DNA/鱼精蛋白/SLN(固体脂质纳米颗粒),降低了HEK 293细胞系(人胚胎肾细胞)的转染效率。这给了我们希望,通过加入必要的配体的可能性,使用纳米颗粒的转染可能会调整到给定的细胞类型。Bahrami et al.经表明,不同种类的纳米颗粒以不同的方式与细胞膜结合。形成这些键的差异取决于它们的球形或非球形形状,也取决于不同纳米颗粒所表现出的各种粘附电位以及它们进入后引起的膜形状变化。Prabha等人的实验表明,纳米颗粒的大小对COS-1(非洲绿猴肾细胞)和HEK 293细胞系的转染效率有***影响:使用较小的纳米颗粒时,转染效率分别是使用较大纳米颗粒的27倍和4倍。在两种分散体中,小颗粒和大颗粒的细胞摄取、表面电荷和DNA释放是相同的,这表明使用纳米颗粒进行基因传递的效率受到许多因素的影响,它们的使用应该根据细胞类型和应用条件进行具体调整。此外,用作纳米颗粒分散剂的不同物质,如十六种不同类型纳米颗粒的猪肺表面活性剂和牛血清白蛋白,对其在溶液中的团聚有***影响。在转染中,DNA通常通过病毒或非病毒载体(如质粒)转运到宿主细胞中。
脂质复合物(CLNACs)通过网格蛋白参与的内吞作用进入细胞,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,***进入细胞核。内吞作用在一定程度上取决于脂质体载体的物理化学性质。Friend和同事描述了可能由脂质体与核膜融合而形成的囊泡和网状核内膜。**近有研究表明,很大一部分从核内体释放到细胞质质的质粒由于与细胞质中的大离子凝聚剂结合而失去活性。这可能解释了脂质转染所观察到的低且可变的转染率。虽然这些脂质载体从细胞外部到细胞核的路径尚未完全确定,但核酸能够产生其效果本身就是一项惊人的壮举。至少对于质粒而言,较小的结构体比较大的质粒具有更高的转染率。核酸外排,虽然不是常见的报道,但也被证明会发生。转染是将外来核酸传递到真核细胞中以修饰宿主细胞的遗传组成的过程。细胞转染试剂脂质体
纳米颗粒可以参与内体途径,并可以通过细胞质将DNA运输到细胞核。青海shRNA转染试剂
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。青海shRNA转染试剂