轉染(transfection)指真核細胞由于外源DNA摻入而獲得新的遺傳標志的過程。DNA轉染技術的發(fā)展對現代分子生物學產生了巨大的影響?；蜣D染技術不僅是研究轉基因和基因表達的重要工具，而且是目前基因治療的關鍵步驟。理想的基因轉染試劑應該具有如下特點：高效轉染；安全；低細胞毒性；方法簡單；省時、經濟。

中文名

轉染試劑

所屬領域

生物科學

優(yōu)點

高效轉染、安全

作用

基因治療

性質

試劑

屬性

轉染

產品簡介

哺乳動物的轉染技術在60年代末70年代初即已引入。

目前, 將外源DNA 導入哺乳動物細胞的方法大致可分為兩大類，即生物方法和物理化學方法。物理化學方法中常用的有磷酸鈣法、顯微注射、電穿孔、脂質體介導的轉染，以及最近出現的以高分子聚合物為載體的基因傳遞技術。生物方法則主要是以病毒作為載體，通過病毒感染的方式將外源DNA 導入到細胞中, 其中以逆轉錄病毒及腺病毒轉染系統(tǒng)最為常用。

其中病毒載體的特點是整和效率高, 可使外源基因在宿主細胞中長期表達，缺點是存在潛在的安全危險性。電穿孔法及顯微注射法的特點是轉染率較高，缺點是需要昂貴的儀器，前者對細胞的損傷較大，后者在導入DNA 時需要一個細胞一個細胞地注射，不適合大量細胞研究的需要。

磷酸鈣在良好的轉染條件下，可以在293T等細胞的轉染達到較高的轉染效率。但磷酸鈣轉染有一個突出的問題，非常不穩(wěn)定，尤其受PH值的影響非常大，在實驗中使用的每種試劑都必須小心校準，保證質量，因為甚至偏離最優(yōu)條件十分之一個PH都可能導致磷酸鈣轉染的失敗，經常即使最熟練的轉染實驗者也不能保證每次磷酸鈣轉染的成功，他們可能經常為莫名其妙的轉染失敗而沮喪。同時，他們還經常發(fā)現，往往小體積的轉染比如6孔板以下的轉染效果比較理想，可一換到大皿，經常轉染效率下降很快。磷酸鈣的先天缺陷往往是實驗梗阻的主要原因。

研究歷史

已有眾多的文獻報道，脂質體本身會參與細胞生理活動，引起基因表達的上調或下調。如參與PKC（蛋白激酶C）通路調節(jié)(Biochemistry.1992 Sep 22;31(37): 9025-30)；如抑制ATP酶的活性(Biochim Biophys Acta.2008 Apr;1777(4):362-8)；如與線粒體膜發(fā)生作用(J Biol Chem. 1989 Jan 25;264(3):1508-15)；轉染siRNA造成脫靶效應等等。細胞毒性的大小往往意味著對細胞生理活動影響的大小，脂質體這些作用是造成細胞毒性的根本原因。這會對相關研究數據產生嚴重的干擾，甚至影響研究的結論。這已引起了許多研究者的注意。

人們一直在尋找更有效、毒性小同時對研究影響也小的轉染試劑。由于脂質類轉染試劑對細胞的毒性是由其脂質特性決定的，目前眾多的研究者和生物公司將新一代轉染試劑的開發(fā)聚焦在非脂質體的聚合物上，并已有一些優(yōu)秀的試劑產品上市。

以高分子聚合物為載體的基因傳遞技術正成為人們研究的方向。但目前應用的陽離子聚合物轉染試劑，仍然存在轉染效率不高和細胞毒性的問題。最新的高分子聚合物轉染試劑是納米聚合物轉染試劑，由于采用新技術和新材料，具有高效、安全、低細胞毒性。其原理是：分子內含有許多氨基，在生理PH下會發(fā)生質子化，這些質子化的氨基可以中和DNA質粒表面的負電荷，使DNA分子由伸展結構壓縮為體積相對較小的DNA粒子，并包裹在其中，使DNA免受核酸酶的降解。轉染復合物主要是通過細胞內吞作用將DNA轉移進入細胞，形成內含體(endosome)，DNA從內含體釋放，進入細胞質中，再進一步進入核內轉錄、表達。通過納米技術生產出的轉染試劑在納米尺度表現出結合保護DNA能力強、毒性低的獨特性能。[1]

納米轉染試劑熒光示蹤轉染過程效果圖