作為一條標準的實(shí)驗狗,細胞轉染這條路可謂是荊棘叢生,很多實(shí)驗狗們看見(jiàn)細胞轉染率低就把細胞給扔掉了!中洪小編告訴你,千萬(wàn)別這樣“作死”,因為實(shí)驗材料也很貴的?。?!科研道路十分漫長(cháng),今天我們來(lái)看看細胞轉染實(shí)驗大比拼。
首先我們看看細胞轉染有哪些常見(jiàn)方式:
細胞轉染途徑 |
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化學(xué)介導——利用載體分子包被核酸使其呈現中性電荷或正電荷 |
DEAE |
磷酸鈣法 |
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人工脂質(zhì)體法 |
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物理介導——在細胞膜表面產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)的孔從而導入DNA |
顯微注射法 |
電穿孔法 |
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基因槍法 |
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病毒介導——利用基因工程病毒轉染非病毒基因到細胞中 |
逆轉錄病毒 |
腺病毒 |
(人臍帶間充質(zhì)干細胞轉染圖,圖為本公司實(shí)驗圖,勿盜)
小編總結了幾種經(jīng)典的傳統方法,在此一一做一個(gè)介紹。
1、磷酸鈣共沉淀
原理:該法可用于瞬時(shí)或穩定轉染。然而因其對pH、溫度和緩沖液鹽濃度的微小變化十分敏感,所得結果容易出現差異,且對許多類(lèi)型的細胞培養物(尤其是原代細胞)具有細胞毒性,轉染效率較差。
實(shí)驗步驟:將核酸與氯化鈣在磷酸鹽緩沖液中混合,同時(shí)控制好pH、溫度等條件 → 室溫孵育,生成濃縮DNA的極小不溶性顆粒沉淀 → 將顆粒型沉淀分散到細胞中,促進(jìn)DNA粘附在細胞表面 → 共沉淀通過(guò)內吞作用進(jìn)入胞漿 → 分析細胞瞬時(shí)基因表達或者選擇穩定性傳染。
2、人工脂質(zhì)體法
原理:帶正電的脂質(zhì)體與核酸帶負電的磷酸基團形成復合物,進(jìn)而可被細胞內吞穩定轉染/瞬時(shí)性轉染。這種方法幾乎適用于所有細胞,轉染效率高、重復型好,但轉染時(shí)需要去除血清,轉染效果隨細胞類(lèi)型變化大。
實(shí)驗步驟:在單獨試管中分別稀釋核酸及轉染試劑 → 脂質(zhì)體與核酸的磷酸骨架結合,形成復合物 → 脂質(zhì)體上的正電荷有助于復合物與細胞膜結合 → 復合物通過(guò)內吞作用進(jìn)入胞漿 → 分析細胞瞬時(shí)基因表達或沉默情況。
3、病毒轉染
原理:對于用脂質(zhì)體不能實(shí)現轉染的細胞,可以采用病毒轉染??捎糜诘鞍踪|(zhì)過(guò)表達或抑制,是臨床研究中最常用的方法。它通過(guò)侵染宿主細胞將外源基因整合到染色體中,可用于難轉染細胞、原代細胞的穩定性轉染。
實(shí)驗步驟:通過(guò)基因克隆生成重組病毒 → 采用非病毒法轉染包裝細胞系,擴增并分離得到重組病毒顆?!兓⒌味ú《疽骸D導目的細胞(含有病毒特異性的受體)→去除培養物中的病毒,并加入新鮮培養基→分析細胞瞬時(shí)基因表達或沉默情況。
4、電穿孔法
原理:利用電脈沖在細胞膜上形成暫時(shí)的孔使核酸物質(zhì)能穿過(guò)孔進(jìn)入細胞。
實(shí)驗步驟:將細胞懸浮于點(diǎn)穿孔緩沖液中,制備細胞 → 在特定緩沖液存在的條件下嗎,對細胞施加合適的電脈沖 → 電脈沖在細胞膜上形成電勢差,形成臨時(shí)孔,使核酸進(jìn)入細胞 → 使細胞恢復生長(cháng)狀態(tài),復蘇 → 分析細胞瞬時(shí)基因表達或沉默情況。
優(yōu)缺點(diǎn)的比較:
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優(yōu)點(diǎn) |
缺點(diǎn) |
磷酸鈣共沉淀 |
1.便宜且容易獲得。 2.適用于生產(chǎn)瞬時(shí)和穩定的蛋白質(zhì)。 3.轉染效率高(不限制細胞系)。
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1.需要仔細制備試劑 – CaPO4溶液對pH,溫度和緩沖鹽濃度的變化敏感。2.可重復性較差。 3.有細胞毒性,尤其對原代細胞。 4.不能采用RPMI培養基,由于其含高濃度的磷酸鹽。 5.不適用于動(dòng)物體內轉染。 |
病毒轉染法 |
1.高轉染效率(對原代細胞有80-90%)。 2.適用于較難轉染的細胞系。 3.可用于體內轉染。 4.可用于構建穩定表達或瞬時(shí)表達的細胞系。
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1.被轉染的細胞系必須含有病毒受體。 2.基因插入大小受限(病毒載體~10 kb,非病毒載體~100 kb)。 3.技術(shù)難度高,且構建重組蛋白很費時(shí)。 4.存在生物安全問(wèn)題(激活潛在疾病,免疫原性反應,細胞毒性,插入突變,使細胞惡性轉化)。 |
人工脂質(zhì)體法 |
1.操作快速簡(jiǎn)單。 2.結果可重復。 3.轉染效率高。 4.可轉染DNA,RNA和蛋白質(zhì)。 5.適用于生產(chǎn)瞬時(shí)和穩定的蛋白質(zhì)。 6.可用于體內轉染。
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1.需進(jìn)行條件優(yōu)化(一些細胞系對陽(yáng)離子脂質(zhì)體較敏感)。 2.有些細胞系不容易轉染。 3.血清的存在干擾復合物的形成,導致低轉染效率。 4.培養基中血清的缺失會(huì )增加細胞毒性。 |
電穿孔法 |
1.原理簡(jiǎn)單。 2.條件優(yōu)化后可產(chǎn)生重復性的結果。 3.不需要載體。 4.不限制細胞類(lèi)型和條件。 5.條件優(yōu)化后可以快速轉染大量細胞。
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1.需要特殊的設備。 2.需要優(yōu)化電轉脈沖和電壓參數。 3.對細胞傷害很大。 4.細胞死亡率很高因此需要大量細胞 會(huì )不可逆轉地損壞細胞膜,溶解細胞。
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