转染(transfection)
真核细胞主动或被动导入外源DNA片段而获得新的表型的过程。
2转染类型
常用的细胞转染方法主要分为三类途径:物理介导(电穿孔法,基因枪法、显微注射法)、化学介导(脂质体转染法、磷酸钙共沉淀法、阳离子聚合物介导法)、生物介导(病*介导转染、原生质体转染)。
01物理介导?电穿孔法:短暂高强度脉冲,介导外源基因导入?基因枪法:粒子轰击法,氦气或氮气通过压缩,冲击细胞,将携带的外源基因轰入细胞内部?显微注射法:管尖极细(0.1至0.5μm)的玻璃微量注射针,将外源基因片段直接注射到原核期胚或培养的细胞中02化学介导?脂质体转染法:脂质体类似于细胞膜结构的化学物质,包裹外源DNA,通过膜融合,介导的胞吞作用?磷酸钙共沉淀法:Ca2+离子与DNA可形成复合物沉淀,加入细胞表面,可介导内吞作用进入?阳离子聚合物介导法:阳离子聚合物可与DNA的磷酸根通过静电作用结合形成复合物,介导外源基因进入细胞03生物介导?病*介导转染:通过病*为媒介,携带外源基因,感染细胞,介导外源基因插入至基因组的方法(慢病*,腺病*,灭活仙台病*)?原生质体转染:以原生质体为受体细胞,将目的基因导入受体细胞,使之表达3不同转染类型的优劣势分析
因此,瞬转有化学介质的*性影响,病*转染,有潜在的安全影响,有致瘤的风险,选取一种无*,安全的转染方法是当前也是以后必然的一种趋势和方向,电转染方法应运而生。4电转染原理及其应用
01电转染是通过短暂的高强度电脉冲作用于细胞,当外加电场强度大于细胞膜穿孔的临界强度,细胞膜上就会出现一过性的、可逆的孔道,外源大分子如DNA、蛋白或抗体等以弥散的方式通过这些孔道直接进入细胞内,或伴随孔道关闭时细胞膜结构重塑以吞饮的方式进入细胞内。02电转原理?细胞膜近似绝缘体,细胞附近电转液中电流扭曲;?在串联电路中电阻越大分到电压越大,细胞两端电压基本都落在两端细胞膜上只有一个细胞端面电转有效;?细胞质内分到电压很小,DNA电转进入细胞膜后马上停止,后续靠细胞本身机制慢速扩散;?细胞核两端电压及其微小,微小的电压又落在核膜上,核内部完全没有电压,电转没有基因*性。03电转染的应用电脉冲疗法具有广阔的前景,它是指在电脉冲的作用下,细胞膜的通透性发生改变,细胞产生可逆性或不可逆性电穿孔,利用这种穿孔,导入那些在正常情况下不易通过细胞膜的药物、疫苗、DNA、RNA及寡核苷酸等物质,或直接使肿瘤细胞发生不可逆性电穿孔而破裂死亡,从而达到治疗目的。
?电化学疗法:利用高强度的电脉冲引起细胞膜结构改变,使原本不易透过脂质双分子层膜的化疗药物易进入细胞内,将电脉冲与化疗药物相结合治疗肿瘤,可以增强化疗药物对肿瘤细胞的*性作用,降低化疗药物的全身使用剂量,克服化疗耐药性和肿瘤治疗后再生的问题;
?电转基因疗法:将电脉冲和基因治疗结合起来,利用电脉冲所致的可逆性穿孔导入DNA或RNA疫苗,通过DNA或RNA的表达抑制肿瘤的发展,亦称电基因疗法;?不可逆性电穿孔:随着电脉冲剂量的增加,细胞膜出现不可恢复的破裂即不可逆性电击穿(irreversibleelectroporation,IREP)而导致细胞死亡?细胞内电处理疗法;?细胞电融合技术的应用;?蛋白分子电嵌入细胞膜的研究。5电转解决的问题
01适用于难转染细胞类型干细胞、原代细胞、神经细胞、不分化细胞、部分难转染肿瘤细胞。
02缩短实验周期电转染方法相较于脂质体和病*转染,大大缩短转染周期,可快速的获取得到实验结果,加快科研进程。03操作简单电转染方法操作简单,易上手。04生物安全性更高对于科研与临床结合试验来说,脂质体转染有化学*性,对细胞影响较大,死亡量较高,生物病*型感染,有潜在的致瘤风险,而物理的电转染法,既可保证转染效率,又可保证生物安全性,成为新一代机具潜力的转染技术应用。05多体系转染现阶段研究,多以单基因,寻找明星分子或筛选(测序)获取得到研究的靶标分子,针对单个因素,研究生理生化及其转化转归,作用机制,代谢路径,作用方式等方面,而电转不局限于单个基因的研究,可多体系,多质粒,多功能基因组层次筛选与转染,提高科研层次,开拓科研广度,加大科研深度。06文章相关研究论述?功能基因组筛选:基因编辑-CRISPR-READI;?外泌体相关研究:电转提高外泌体的稳定性;?双荧光素酶研究:小鼠视网膜体外电转与双荧光素酶实验联合评估启动子活性实验
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