轉染試劑分類和應用

  轉染是一種將外來顆粒和核酸轉移到細胞中的技術，它可以通過化學的方式來實現。轉染試劑用于提高基因實驗的效率，從而可以在應用基因和基因組令人難以置信的功能領域進行大量研究。在所有轉染實驗中，轉染方式的選擇尤為重要。下面描述了一些較突出的基于化學的轉染試劑。

一、基于脂質體的轉染試劑

      脂質體是包裹帶負電荷的核酸序列的陽離子脂質。它們被細胞膜吸引并通過內吞作用整合到宿主細胞中。內體酶分解脂質體，DNA片段被釋放到細胞質中。這些囊泡是由磷脂人工制造的，主要來自含有帶負電荷和中性脂質的混合物，這些脂質能夠自動與核酸相互作用，形成進入細胞的穩定結構。該方法對細胞的毒性較小，可以確保大DNA片段整合到宿主細胞中，轉染效率高。常見的轉染試劑有LIP2000和LIP3000等。

     已用靶向配體和分子綴合物修飾的聚乙二醇-膽固醇 (PEG-Ch) 綴合物可以提高脂質體轉染的效率。Ch2-PEGn可以通過酯化獲得，使用溶解的膽固醇和PEG，真空濃縮并在硅膠上純化。陽離子脂質體可以通過將CHCl32、Ch2-PEGn 和 DOTAP 的混合物溶解在氯仿中并在旋轉蒸發器下去除溶劑來獲得，這增強了脂質薄膜的形成，可以在真空下進一步干燥，加上添加 5% 葡萄糖溶液和超聲處理即可。

二、基于聚合物的轉染試劑

      陽離子聚合物與帶負電荷的核酸序列結合，帶正電荷的復合物被細胞膜吸引并通過內吞作用整合到宿主細胞中。此類試劑包括 PLGA（聚乳酸-乙醇酸共聚物），一種可安全用于轉染程序的食品級聚合物，以及 PBAE（聚-β-氨基酯），一種能夠保護 DNA 分子的聚合物在宿主細胞內遞送。這些從 PLGA（聚乳酸-乙醇酸共聚物）和 PBAE（聚-β-氨基酯）獲得的聚合物可用于將 DNA 構建體安全有效地輸送到培養細胞中。  許多基于聚乙烯亞胺的聚合物，并用于多種哺乳動物細胞系以及昆蟲和細菌細胞中進行瞬時和穩定的轉染。基于聚乙烯亞胺的聚合物可用于培養神經元細胞。成熟的神經元由于不經歷細胞分裂，所以神經元細胞培養物較難培養。 雖然細胞分裂的缺乏可以通過腫瘤性、永生化的神經細胞來克服，但由于癌性神經元和普通神經元細胞之間存在著重大差異。所以只能通過基于聚乙烯亞胺的聚合物涂層來抑制神經元細胞退化。

三、基于納米顆粒的轉染試劑

納米顆粒是由無機和有機顆粒和聚合物組成的非病毒載體，可用于基因傳遞，避免使用天然生物聚合物（如脂質、蛋白質和糖）時的毒性和相容性問題。這些載體確保基因遞送到特定細胞或特定組織中，用于基因治療。

     聚乙烯亞胺和三聚磷酸鹽組成的納米顆粒多數是通過冷凍干燥法。科學家們使用納米粒子將 siRNA 和質粒轉染到癌細胞系和原代細胞培養物中。大多數DNA 轉染 試劑與對血清敏感的siRNA不相容，因此納米顆粒在RNAi轉染中起著至關重要的作用。

四、細胞系特異性轉染試劑

 磷酸鈣轉染是較早開發的用于將外源核酸轉染至培養的哺乳動物細胞的一種化學轉染法。目前結合包裹核酸的納米顆粒、脂質體、脂質和聚合物基載體分子的開發了新一代轉染試劑即：經過優化的細胞系特異性轉染試劑，它可提供高轉染效率和較小的細胞毒性。這類預優化轉染試劑和相關的轉染方案，適用 于體外 和 體內 轉染應用。

   細胞系對轉染方案的反應是不相同；比如：某些不經常復制的細胞不太可能表現出高的轉染效率。因此，不同細胞類型的各種轉染實驗必然會有不同的轉染效率。轉染的研究應用通常涉及轉染的核酸序列的影響，實驗室使用預先優化的試劑可以提升轉染效率，而且不會因重復轉染試驗而導致時間損失。

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