細(xì)胞轉(zhuǎn)染定義:將外源分子如DNA RNA等導(dǎo)入真核細(xì)胞的技術(shù)。
瞬時轉(zhuǎn)染:外源DNA/RNA不整合到宿主染色體中,因此一個宿主細(xì)胞可存在多個拷貝數(shù),產(chǎn)生高水平的表達(dá),但通常只持續(xù)幾天,多用于啟動子和其他調(diào)控元件的分析。一般來說,超螺旋質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)染效率較高,在轉(zhuǎn)染后24-72h內(nèi)分析結(jié)果,常常用到一些報告系統(tǒng)如熒光蛋白,β半乳糖苷酶等來幫助檢測。
穩(wěn)定轉(zhuǎn)染:外源DNA既可以整合到宿主染色體中,也可能作為一種游離體存在。盡管線性DNA比超螺旋DNA轉(zhuǎn)入量低但整合率高。外源DNA整合到染色體中概率很小,通常需要一些選擇性標(biāo)記反復(fù)篩選得到穩(wěn)定轉(zhuǎn)染的同源細(xì)胞系。
方法及特點:
化學(xué)法:磷酸鈣法、DEAE-右旋糖苷法、陽離子脂質(zhì)體法
物理法:電穿孔法、顯微注射法、biolistic顆粒傳遞法
病毒介導(dǎo)法:逆轉(zhuǎn)錄病毒、腺病毒
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。過程如下圖:
特點:簡單通用,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)染效率隨細(xì)胞類型變化大。
脂質(zhì)體法由于脂質(zhì)體復(fù)合物與貼壁細(xì)胞的接觸機會遠(yuǎn)大于懸浮細(xì)胞,所以貼壁比懸浮轉(zhuǎn)染效率要高。懸浮細(xì)胞建議使用電穿孔法。
電穿孔法:利用高壓電脈沖對細(xì)胞膜的干擾,使其形成利于核酸進(jìn)入的微孔。
特點:需要特定儀器,適用性廣,除了質(zhì)粒外,還可轉(zhuǎn)染大的基因組,細(xì)胞致死率高。
逆轉(zhuǎn)錄病毒(RNA):通過病毒中膜糖蛋白和宿主細(xì)胞表面的受體相互作用進(jìn)入宿主細(xì)胞,之后反轉(zhuǎn)錄酶啟動合成DNA并隨機整合到宿主基因組中。
特點: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,但攜帶基因不能太大。
腺病毒(雙鏈DNA):先和細(xì)胞表面的受體結(jié)合,繼而在αV整合素介導(dǎo)下被細(xì)胞內(nèi)吞。
特點:可用于難轉(zhuǎn)染的細(xì)胞。
轉(zhuǎn)染步驟:DAY-1 鋪板
DAY 0 DNA分子與復(fù)合物混合,轉(zhuǎn)染細(xì)胞
After 監(jiān)測轉(zhuǎn)染水平
影響轉(zhuǎn)染的因素:
1、血清 血清影響復(fù)合物的形成,降低轉(zhuǎn)染效率
陽離子脂質(zhì)體和DNA的*量在使用血清時會有所不同,因此想在轉(zhuǎn)染培養(yǎng)基中加入血清時要進(jìn)行條件優(yōu)化。大部分細(xì)胞可以在無血清培養(yǎng)基中幾個小時內(nèi)保持健康,對于對血清缺乏比較敏感的細(xì)胞,可以使用OPTI-MEM I培養(yǎng)基。對于對血清缺乏比較敏感的貼壁細(xì)胞,建議使用LIPOFECTAMINE 2000。
2、抗生素 比如青霉素和鏈霉素,是影響轉(zhuǎn)染的培養(yǎng)基添加物。這些抗生素一般對于真核細(xì)胞無毒,但陽離子脂質(zhì)體試劑增加了細(xì)胞的通透性,使抗生素可以進(jìn)入細(xì)胞。這降低了細(xì)胞的活性,導(dǎo)致轉(zhuǎn)染效率低。
3、細(xì)胞代數(shù) 轉(zhuǎn)染前細(xì)胞經(jīng)過1-2次傳代保證細(xì)胞生長旺盛容易轉(zhuǎn)染,注意貼壁細(xì)胞一旦長滿就不好轉(zhuǎn)染。
4、細(xì)胞鋪板密度 一般轉(zhuǎn)染時,貼壁細(xì)胞密度為70%-90%,懸浮細(xì)胞密度為2*10^6--4*10^6細(xì)胞/ml時效果較好。確保轉(zhuǎn)染時細(xì)胞沒有長滿或處于靜止期。鋪板細(xì)胞數(shù)目的增加可以增加轉(zhuǎn)染活性和細(xì)胞產(chǎn)量。
5、DNA質(zhì)量 DNA質(zhì)量對轉(zhuǎn)染效率影響非常大。一般的轉(zhuǎn)染技術(shù)基于電荷吸引原理,如果DNA不純,如帶少量的鹽離子,蛋白,代謝物污染都會顯著影響轉(zhuǎn)染復(fù)合物的有效形成和轉(zhuǎn)染的進(jìn)行。
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