在转染实验中使用对照对于确定所使用的转染试剂和核酸的效果和效率至关重要。通常,质粒转染和寡核苷酸转染实验都需要阳性对照、阴性对照、未转染对照和模拟转染对照。阳性对照是先前已被证明对转染实验产生已知影响的DNA或RNA,例如影响特定下游遗传靶点的表达。在转染工作的初始阶段,需要一个阳性对照来建立一个优化的转染方案,之后,阳性对照可以作为参考,与实验组进行比较。另一方面,阴性对照用于确认宿主细胞中预期的基因表达变化是否归因于转染而不是其他原因。在质粒DNA转染中,阴性对照可以是缺乏DNA和转染载体的反应,或者两者都没有,只有宿主细胞。在小RNA转染中,阴性对照包含一个非同源序列,该序列通常是一个与靶序列具有相同核苷酸长度和组成但与任何已知哺乳动物基因不同源的打乱序列。未转染的对照包括不含转染试剂和核酸的细胞培养,作为宿主细胞基本信息的对照,包括活力、表型,更重要的是,不受转染影响的靶基因的基线表达水平。模拟转染是指不含遗传靶标或核酸的转染,可以评估转染试剂(如背景自荧光噪声)产生的影响。在质粒转染实验中,推荐使用空质粒对照作为模拟转染对照。常用的物理/机械转染方法包括电穿孔、声孔、基因显微注射和激光照射。吉林siRNA转染试剂
转染试剂的冻融被认为是另一个可能影响转染效率的潜在因素。Lipofectamine2000试剂与非冷冻对照相比,至少经历一次冻融循环后,HEK293、Neuro2α、C2C12成肌细胞和肌管、hTERTMSC、SMA和HepG2细胞系的转染效率更高,且细胞活力不受影响。一种可能的解释是,冷冻解冻可以增强分子重排分散,从而允许更高的分散率,从而允许核酸之间很大程度的接触,形成更多的转染复合物。然而,还需要更多的研究来支持这一做法,因为冻融过程也被认为会导致再结晶,从而破坏一些化学物质的结构。肺转染试剂动物实验脂质颗粒的加入导致内体DNA释放增加。
选择合适的转染试剂可能取决于几个因素,包括转染核酸的类型和转染的复杂性(单转染或共转染)。一些试剂如Effectene和TransIT-X2是专门用于质粒DNA转染的,而一些试剂如Lipofectamine RNAiMAX更适合于小寡核苷酸的转染。哺乳动物原代细胞由于其有限的寿命和有限的扩增能力,通常比其他细胞类型更不容易受到转染。非脂质体试剂在转染人原代细胞方面优于脂质体试剂,包括PEC、HASMC和HAEC、人原代成肌细胞和AGS。相比之下,据报道,基于脂质体的试剂(如Lipofectamine和DharmaFECT家族)在转染其他原代人细胞(如原代脐带静脉内皮细胞(HUVEC)和BM-MSC方面比非脂质体试剂产生更高的转染效率。
小RNA和质粒DNA的共转染可用于评估转染效率。这可以通过引入含有荧光素酶报告基因的质粒来实现,其中的3'UTR可以被特定的小RNA(如miRNA)识别,然后允许小RNA结合以抑制荧光素酶的表达。另一方面,在RNA干扰(RNAi)研究中,小RNA和质粒DNA的共转染也是必不可少的,以确定siRNA等特定小RNA对宿主细胞中特定基因表达的调节作用。小的非编码RNA,如siRNA,以其表观遗传调控能力而闻名,更具体地说,是转录后对特定基因表达的调控。siRNA模拟物和携带与荧光素酶报告系统相关的特定基因的质粒DNA可以同时共转染到靶细胞中。siRNA模拟物成功敲低特定基因表达将导致荧光素酶活性***降低。共转染还可能涉及不同的小分子如miRNAs,这有助于研究小RNA对靶宿主细胞的影响。例如,如果引入miRNA模拟物可以影响特定细胞类型中特定下游基因的表达,那么预计将其抑制剂序列同时转染到同一细胞中会降低单独miRNA模拟物序列发挥的转录后调节作用。与单一核酸类型的转染相比,涉及将多个核酸转移到同一细胞中的共转染通常更多挑战性更大,因为并非所有核酸类型都能有效转移,这可能取决于转染方法和所涉及的细胞类型。纳米颗粒,由于其在DNA转运到细胞中的保护能力,在不久的将来可以用作转基因的非病毒载体。
转染时通常推荐使用血清减少或无血清培养基,包括阳离子转染试剂,如Lipofectamine、HiperFect 和EndofectinMax。这种转染活动需要形成阳离子脂质体-DNA复合物,这需要带正电的脂质体分子和带负电的核酸之间的相互作用。因此,血清中负电荷分子的存在可能会影响这种复杂的相互作用,从而影响转染效率。然而,发现10%血清的存在导致FuGENE HD、jetPEI、Lipofectamine 2000和Arrest-In转染MCF-7、HeLa、C2C12和MC3T3的转染效率更高。研究表明,转染中少量的血清可以通过调节转染复合物的zeta电位来改善转染复合物与其宿主细胞表面之间的表面相互作用。PLL(聚L -赖氨酸)是生理条件下带正电的多氨基酸,当链长超过20个残基时,它与质粒DNA结合并凝聚成致密颗粒。肺转染试剂动物实验
Severino et al.进行的研究也指出了阳离子脂质作为基因递送纳米载体的潜在毒性。吉林siRNA转染试剂
人类原代干细胞是另一种公认的难以转染的细胞类型,转染这种细胞类型的比较大挑战仍然是效率低和细胞活力低。2015年,王等报道了Lipofectamine 2000和XtremeGENE HP等转染试剂在人牙周韧带干细胞中的转染效率非常低(<6%),而阳性对照慢病毒载体的转染效率约为95%。与同一研究中采用的磁辅助转染技术相比,后者表现出更高的转染效率(~11%)和更低的毒性。在另一项涉及人骨髓间充质干细胞(hBM-MSC)的研究中,Lipofectamine LTX被证明比TransIT-2020、Lipofectamine 3000和聚乙烯亚胺(PEI)等其他试剂产生比较好的转染效率(至少高出三倍),但细胞存活率较低(<50%)。相比之下,使用TransIT-2020试剂可能会获得更好的结果,该试剂的效率约为30%,细胞回收率高达90%,细胞干性约为95%。另一个难以转染干细胞的例子是诱导多能干细胞(iPSCs)。在一项比较转染人类ipsc衍生心肌细胞(hiPSC-CMSs)的不同非病毒方法的研究中,与其他试剂(Lipofectamine 3000、Lipofectamine 2000和基于pei的非脂质体试剂TransporterTM5和PEI25)相比,Lipofectamine STEM显示出更高的转染效率(高达32%),其效率低于20%。吉林siRNA转染试剂