轉(zhuǎn)染是將外源性基因?qū)爰?xì)胞內(nèi)的一種專門技術(shù)隨著基因

1、轉(zhuǎn)染是將外源性基因?qū)爰?xì)胞內(nèi)的一種專門技術(shù)。隨著基因與蛋白功能研究的深入，轉(zhuǎn)染目前已成為實驗室工作中經(jīng)常涉及的基本方法。轉(zhuǎn)染大致可分為物理介導(dǎo)、化學(xué)介導(dǎo)和生物介導(dǎo)三類途徑。電穿孔法、顯微注射和基因槍屬于通過物理方法將基因?qū)爰?xì)胞的范例；化學(xué)介導(dǎo)方法很多，如經(jīng)典的磷酸鈣共沉淀法、脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染方法、和多種陽離子物質(zhì)介導(dǎo)的技術(shù)；生物介導(dǎo)方法，有較為原始的原生質(zhì)體轉(zhuǎn)染，和現(xiàn)在比較多見的各種病毒介導(dǎo)的轉(zhuǎn)染技術(shù)。    理想細(xì)胞轉(zhuǎn)染方法，應(yīng)該具有轉(zhuǎn)染效率高、細(xì)胞毒性小等優(yōu)點。病毒介導(dǎo)的轉(zhuǎn)染技術(shù)，是目前轉(zhuǎn)染效率最高的方法，同時具有細(xì)胞毒性很低的優(yōu)勢。但是，病毒轉(zhuǎn)染方法的準(zhǔn)備程序復(fù)

2、雜，常常對細(xì)胞類型有很強的選擇性，在一般實驗室中很難普及。其它物理和化學(xué)介導(dǎo)的轉(zhuǎn)染方法，則各有其特點。需要指出的一點，無論采用哪種轉(zhuǎn)染技術(shù)，要獲得最優(yōu)的轉(zhuǎn)染結(jié)果，可能都需要對轉(zhuǎn)染條件進行優(yōu)化。影響轉(zhuǎn)染效率的因素很多，從細(xì)胞類型、細(xì)胞培養(yǎng)條件和細(xì)胞生長狀態(tài)，到轉(zhuǎn)染方法的操作細(xì)節(jié)，都需要考慮。細(xì)胞傳代(1) 試驗準(zhǔn)備：200ul/1mlTip頭各一盒(以上物品均需高壓滅菌)，酒精棉球，廢液缸，試管架，微量移液器，記號筆，培養(yǎng)皿，離心管。(2) 棄掉培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)基，用1ml的PBS溶液洗滌兩次。(3) 用Tip頭加入1ml Trypsin液，消化1分鐘(37。C，5%CO2 )。用手輕拍培養(yǎng)瓶壁，

3、觀察到細(xì)胞完全從壁上脫落下來為止。(4) 加入1ml的含血清培養(yǎng)基終止反應(yīng)。(5) 用Tip頭多次吹吸，使細(xì)胞完全分散開。(6) 將培養(yǎng)液裝入離心管中，1000rpm離心5min。(7) 用培養(yǎng)液重懸細(xì)胞，細(xì)胞計數(shù)后選擇0.8X106個細(xì)胞加入一個35mm培養(yǎng)皿。(8) 將合適體積完全培養(yǎng)液加入離心管中，混勻細(xì)胞后輕輕加入培養(yǎng)皿中，使其均勻分布。(9) 將培養(yǎng)皿轉(zhuǎn)入CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，第二天轉(zhuǎn)染。細(xì)胞轉(zhuǎn)染1)轉(zhuǎn)染試劑的準(zhǔn)備A. 將400ul去核酸酶水加入管中，震蕩10秒鐘，溶解脂狀物。B.震蕩后將試劑放在20攝氏度保存，使用前還需震蕩，。2) 選擇合適的混合比例(1：11：2/脂質(zhì)體體積：DN

4、A質(zhì)量)來轉(zhuǎn)染細(xì)胞。在一個轉(zhuǎn)染管中加入合適體積的無血清培養(yǎng)基。加入合適質(zhì)量的MyoD或者EGFP的DNA，震蕩后在加入合適體積的轉(zhuǎn)染試劑，再次震蕩。5) 將混合液在室溫放置1015分鐘。6) 吸去培養(yǎng)板中的培養(yǎng)基，用PBS或者無血清培養(yǎng)基清洗一次。7) 加入混合液，將細(xì)胞放回培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一個小時。8) 到時后，根據(jù)細(xì)胞種類決定是否移除混合液，之后加入完全培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)2448小時。第二次細(xì)胞傳代1) 在轉(zhuǎn)染后24小時，觀察實驗結(jié)果并記錄綠色熒光蛋白表達(dá)情況。2) 再次進行細(xì)胞傳代，按照免疫染色合適的密度0.8X105個細(xì)胞/35mm培養(yǎng)皿將細(xì)胞重新粉入培養(yǎng)皿中。3) 在正常條件下培養(yǎng)24小時后

5、按照染色要求條件固定。    轉(zhuǎn)染技術(shù)的選擇對轉(zhuǎn)染結(jié)果影響也很大，許多轉(zhuǎn)染方法需要優(yōu)化DNA與轉(zhuǎn)染試劑比例，細(xì)胞數(shù)量，培養(yǎng)及檢測時間等。一些傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)染技術(shù)，如DEAE右旋糖苷法，磷酸鈣法，電穿孔法，脂質(zhì)體法各有利弊，其主要原理及應(yīng)用特點見下表：轉(zhuǎn)染方法原理應(yīng)用特點磷酸鈣法磷酸鈣DNA復(fù)合物吸附細(xì)胞膜被細(xì)胞內(nèi)吞穩(wěn)定轉(zhuǎn)染瞬時性轉(zhuǎn)染不適用于原代細(xì)胞操作簡便但重復(fù)性差有些細(xì)胞不適用DEAE-右旋糖苷法帶正電的DEAE-右旋糖苷與核酸帶負(fù)電的磷酸骨架相互作用形成的復(fù)合物被細(xì)胞內(nèi)吞瞬時性轉(zhuǎn)染相對簡便、結(jié)果可重復(fù)但對細(xì)胞有一定的毒副作用轉(zhuǎn)染時需除血清電穿孔法高脈沖電壓破壞細(xì)胞膜

6、電位，DNA通過膜上形成的小孔導(dǎo)入穩(wěn)定轉(zhuǎn)染瞬時性轉(zhuǎn)染所有細(xì)胞適用性廣但細(xì)胞致死率高，DNA和細(xì)胞用量大， 需根據(jù)不同細(xì)胞類型優(yōu)化電穿孔實驗條件病毒介導(dǎo)法通過侵染宿主細(xì)胞將外源基因整合到染色體中穩(wěn)定轉(zhuǎn)染可用于難轉(zhuǎn)染的細(xì)胞、原代細(xì)胞，體內(nèi)細(xì)胞等逆轉(zhuǎn)錄病毒 特定宿主細(xì)胞但攜帶基因不能太大細(xì)胞需處分裂期需考慮安全因素腺病毒通過侵染宿主細(xì)胞將外源基因整合到染色體中瞬時轉(zhuǎn)染特定宿主細(xì)胞可用于難轉(zhuǎn)染的細(xì)胞需考慮安全因素陽離子脂質(zhì)體法帶正電的脂質(zhì)體與核酸帶負(fù)電的磷酸基團形成復(fù)合物被細(xì)胞內(nèi)吞穩(wěn)定轉(zhuǎn)染瞬時性轉(zhuǎn)染所有細(xì)胞適用性廣，轉(zhuǎn)染效率高，重復(fù)性好，但轉(zhuǎn)染時需除血清。轉(zhuǎn)染效果隨細(xì)胞類型變化大Biolis

7、tic顆粒傳遞法將DNA用顯微重金屬顆粒沉淀，再將包被好的顆粒用彈道裝置投射入細(xì)胞，DNA在胞內(nèi)逐步釋放，表達(dá)瞬時性轉(zhuǎn)染可用于：人的表皮細(xì)胞，纖維原細(xì)胞，淋巴細(xì)胞系以及原代細(xì)胞顯微注射法用顯微操作將DNA直接注入靶細(xì)胞核穩(wěn)定轉(zhuǎn)染瞬時性轉(zhuǎn)染轉(zhuǎn)染細(xì)胞數(shù)有限多用于工程改造或轉(zhuǎn)基因動物的胚胎細(xì)胞  除上述傳統(tǒng)方法外，近年來國際上推出了一些陽離子聚合物基因轉(zhuǎn)染技術(shù)，以其適用宿主范圍廣，操作簡便，對細(xì)胞毒性小，轉(zhuǎn)染效率高受到研究者們的青睞。其中樹枝狀聚合物（Dendrimers）和聚乙烯亞胺（Polyethylenimine，PEI）的轉(zhuǎn)染性能最佳，但樹枝狀聚合物的結(jié)構(gòu)不易于進一步改性，且其合成

8、工藝復(fù)雜。聚乙烯亞胺是一種具有較高的陽離子電荷密度的有機大分子，每相隔二個碳個原子，即每“第三個原子都是質(zhì)子化的氨基氮原子，使得聚合物網(wǎng)絡(luò)在任何pH下都能充當(dāng)有效的“質(zhì)子海綿”(proton sponge)體。這種聚陽離子能將各種報告基因轉(zhuǎn)入各種種屬細(xì)胞，其效果好于脂質(zhì)聚酰胺，經(jīng)進一步的改性后，其轉(zhuǎn)染性能好于樹枝狀聚合物，而且它的細(xì)胞毒性低。大量實驗證明，PEI是非常有希望的基因治療載體。目前在設(shè)計更復(fù)雜的基因載體時，PEI經(jīng)常做為核心組成成分。       線型PEI（Line PEI,LPEI）與其衍生物用作基因轉(zhuǎn)染載體的研究比分

9、枝狀PEI（Branched PEI,BPEI）要早一些，過去的研究認(rèn)為在不考慮具體條件，LPEI/DNA轉(zhuǎn)染復(fù)合物的細(xì)胞毒性較低，有利于細(xì)胞定位，因此與BPEI相比應(yīng)該轉(zhuǎn)染效率高一些。但最近研究表明BPEI的分枝度高有利于形成小的轉(zhuǎn)染復(fù)合物，從而提高轉(zhuǎn)染效率，但同時細(xì)胞毒性也增大。超高分枝的、較柔性的PEI衍生物含有額外的仲胺基和叔胺基，在染實驗中發(fā)現(xiàn)這種PEI的毒性低，但轉(zhuǎn)染效率卻較高。       GenEscort是采用各種分枝狀和超高分枝狀的小分子PEI與各種含有生理條件下可降解鍵的交聯(lián)劑交聯(lián)，合成出的一系列高分枝的可降解的PEI衍生物。聚合物的分枝結(jié)構(gòu)使得其具有較高的正電性，因此易于高效地包裹