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简析各类细胞转染方法

  细胞转染是指将外源分子如DNA,RNA等导入真核细胞的技术。定义 随着分子生物学和细胞生物学研究的不断发展,转染已经成为研究和控制真核细胞基因功能的常规工具。

  下文中将从多个维度,介绍细胞转染的各类小知识。

一、瞬时转染与稳定转染

  哺乳动物细胞表达系统能促使在其内表达的蛋⽩正确折叠并进行复杂修饰,表达的蛋⽩更接近真实自然状态,便于模拟真实细胞内环境,进行蛋白功能研究。把目的基因转入哺乳动物细胞,表达⽣产蛋⽩通常有两种⽅式:瞬时转染与稳定转染(构建稳定细胞系),如图1.所示。

图1:瞬时转染与稳定转染示意图

  瞬时转染与稳定转染有如下特点:

 

瞬时转染

稳定转染

基因融合

游离存在于染色体外(episome)

整合于细胞染色体上

表达快慢

24-72小时内可获得表达产物

数天,需经过基因融合、培养、筛选

待转基因

不需要线性化,超螺旋结构更容易转染和表达

需要线性化,便于整合到宿主细胞

抗性选择

待转质粒基因不需带抗性

待转基因必须带有抗性,便于筛选克隆

成本

实验室成本低

实验室成本高,得到稳定株后表达成本低

用途

蛋⽩质的⼩规模合成

蛋⽩质⼤规模合成,遗传调控机制研究,长期药理学研究

二、转染方法

  细胞转染方法可分为化学法,物理法,生物法,也可把化学法、物理法称为非病毒载体,生物法称为病毒载体。不同的转染方法可分别用于瞬时转染和稳定转染,不过效率与效果不同。

图2:转染方法分类图

三、病毒载体也是细胞转染的产物

  病毒介导转染是目前在细胞治疗等应用中最有前景的方向,化学法,物理法在实施过程中,对细胞均有一定程度的损害,所以用于细胞治疗药物的研究受到限制。病毒介导转染也叫侵染。人类有漫长的和病毒斗争的历史,对病毒研究较为清晰,改造后病毒转染结果相对可以控制。目前使用病毒载体的药物已经有多个上市,比如SMA基因治疗药物采用AAV病毒递送,一针200万美元,已上市3个CART用慢病毒或逆转录病毒(HIV的变种)来转入基因,已上市的埃博拉病毒疫苗用AD26病毒载体等。

  病毒载体的制备是目前CRO服务中的重要内容,病毒载体的生产(如图)先用大肠杆菌等生产出质粒,然后把多种质粒(通常是三质粒或四质粒系统)通过转染进入细胞中,表达出病毒载体的外壳蛋白、功能蛋白等,然后组装成含目的基因的病毒载体,通过纯化工艺获得工具病毒,工具病毒感染细胞,腺病毒可于转染成功2小时后即可检测到表达产物,逆转录病毒则需要经过多轮赛选,选择基因整合进细胞基因组的稳定细胞株,用于后续研究。Ps:李记生物EZ Trans细胞转染试剂可用于各类病毒包装。

图3:病毒载体转染示意图