阳离子脂质体的转染机制和影响转染效率的因素
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转染和转化的区别转染的定义是“将具生物功能的核酸转移或运送到细胞内并使核酸在细胞内维持其生物功能”。
其中,核酸包括DNA(质粒和线性双链DNA),反义寡核苷酸及RNAi(RNA interference)。
基因转染技术已广泛应用于基因组功能研究(基因表达调控,基因功能,信号转导和药物筛选研究)和基因治疗研究。
基因转染需要一定的转染试剂将带有目的基因的载体运送到细胞内。
早期的磷酸钙转染法转染效率很低,且对很多细胞株无效,因此不能满足很多科研工作的需要。
目前,最常用的转染试剂是阳离子脂质体和阳离子聚合物,它们在克服细胞屏障方面跟病毒有很相象的特征,容易透过细胞膜。
其中,阳离子脂质体在体外基因转染中有很高的效率,然而在体内,它迅速被血清清除,在肺组织内累积,诱发强烈的抗炎反应,这将导致高水平的毒性,因此,在很大程度上限制了其应用。
由于阳离子脂质体的局限性,阳离子聚合物转染试剂日益受到重视。
转化特指将质粒DNA或以其为载体构建的重组DNA导入细菌体内,使之获得新的遗传特性的一种方法。
它是微生物遗传、分子遗传、基因工程等研究领域的基本实验技术之一。
受体细胞经过一些特殊方法(如:电击法,CaCl2等化学试剂法)处理后,使细胞膜的通透性发生变化,成为能容许外源DNA分子通过的感受态细胞。
进入细胞的DNA分子通过复制、表达实现遗传信息的转移,使受体细胞出现新的遗传性状。
由外来DNA引起生物体遗传性状改变的过程称为转化(transformation)。
噬菌体常常可感染细菌并将其DNA注入细菌体内,也可引起细菌遗传性状的改变。
通过感染方式将外来DNA 引入宿主细胞,并导致宿主细胞遗传性状改变的过程称为转染(transfection)。
转染是转化的一种特殊形式。
基因工程:有目的的通过分子克隆技术,人为的操作改造基因,改变生物遗传性状的系列过程。
载体:能在连接酶的作用下和外源DNA片段连接并运送DNA分子进入受体细胞的DNA分子。
转染试剂的作用原理一、转染试剂的基本概念转染试剂是一种用于将外源基因或其他生物分子转移到目标细胞中的化学物质。
转染试剂可以通过物理或化学方法改变细胞的通透性,使外源物质能够进入细胞内,并达到转染的目的。
转染试剂在基因治疗、基因表达研究和细胞工程等领域广泛应用。
二、转染试剂的分类转染试剂按照机理和性质的不同可分为多种类型,常见的转染试剂包括:1.脂质体(Liposome):脂质体是由磷脂双分子层构成的微小囊泡,可与细胞膜融合,将目标物质转移到细胞中。
2.内源蛋白介导的转染:通过利用特定的蛋白质,如病毒衣壳蛋白或细胞内运输蛋白,将目标物质转移到目标细胞中。
3.阳离子聚合物:阳离子聚合物具有正电荷,能够与负电荷的DNA或RNA结合形成复合物,进而转染入细胞。
4.高分子基质:高分子材料如凝胶、纤维或微球等可用于载体,将目标物质与细胞接触,实现转染。
5.电穿孔:利用电场或离子流导致细胞膜破裂,使目标物质通过细胞膜进入细胞质。
三、脂质体转染试剂的作用原理脂质体是一种常用的转染试剂,其作用原理主要包括以下几个步骤:1.与DNA结合:脂质体通过与目标DNA相互作用,形成脂质体-DNA复合物。
脂质体由于其亲油性能与DNA中的疏水部分相互作用,同时脂质体表面带有正电荷,可以与DNA的负电荷相吸引。
2.细胞摄取:脂质体-DNA复合物与细胞膜结合后,脂质体会在细胞膜上形成微囊泡。
随后,微囊泡与细胞膜融合,释放出脂质体-DNA复合物进入细胞质。
3.脱脂质体:脂质体在细胞质中逐渐失去其亲油性,释放出DNA。
由于脂质体-DNA复合物在细胞膜上的微囊泡中形成的电位差,使得DNA被吸引到细胞核附近。
4.核入:DNA由细胞质进入细胞核,最终与染色体结合或进入细胞核内的胞浆,实现转基因。
四、脂质体转染试剂的优缺点脂质体转染试剂具有一些优点和缺点,需要根据实际应用情况选择使用:优点:1.安全性:脂质体转染试剂大多采用合成非病毒载体,通常比病毒载体更安全,不会引起病毒感染及遗传毒性。
微脂體(又称脂质体)及其制备方法一二微脂體(又称脂质体)微脂體起源於1960 年代中期,Bangham博士等人首先提出,在磷酸脂薄膜上加入含鹽分的水溶液後,再加以搖晃,會使脂質形成具有通透性的小球;196 8年,Sessa 和Weissmann 等人正式將此小球狀的物體命名為微脂體(liposo me)並做出明確的定義: 指出微脂體是由一到數層脂質雙層膜(lipid bilayer)所組成的微小的囊泡,有自行密合(self-closing)的特性。
微脂體由脂雙層膜包裹水溶液形成,由於構造的特性,可同時作為厭水性(hydrophobic)及親水性(hydrophilic)藥品的載體,厭水性藥品可以嵌入脂雙層中,而親水性藥品則可包覆在微脂體內的水溶液層中。
如同細胞膜,微脂體的脂質膜為脂雙層構造,由同時具有親水性端及厭水性端的脂質所構成,脂雙層由厭水性端相對向內而親水性端面向水溶液構成,組成中的兩性物質以磷酸脂質最為常見。
微脂體的形成是兩性物質在水溶液中,依照熱力學原理,趨向最穩定的排列方式而自動形成。
微脂體的性質深受組成脂質影響,脂質在水溶液的電性,決定微脂體是中性或帶有負電荷、正電荷。
此外,磷酸脂碳鏈部分的長短,不飽和鍵數目,會決定微脂體的臨界溫度(transition temperature, Tc),影響膜的緊密度。
一般來說,碳鏈長度越長臨界溫度越高,雙鍵數越多則臨界溫度越低,常見的DPPC(dipalmitoylp hosphatidylcholine)与DSPC(distearoylphosphatidylcholine)的臨界溫度分別是42℃與56℃,而Egg PC(egg phosphatidylcholine)與POPC(palmitoyl oleoyl phosphatidylcholine)的Tc 則低於0℃。
臨界溫度影響微脂體包裹及結合藥物的緊密度,當外界溫度高於Tc時,對膜有通透性的藥物,較容易通過膜;此外,當外界溫度處於臨界溫度時,微脂體脂質雙層膜中的脂質,會因為流動性不一致而使微脂體表面產生裂縫,造成內部藥物的釋出。
脂质体(Liposomes)是由磷脂胆固醇等为膜材包合而成。
磷脂分散在水中时能形成多层微囊,且每层均为脂质双分子层,各层之间被水相隔开,这种微囊就是脂质体。
脂质体可分为单室脂质体、多室脂质体,含有表面活性剂的脂质体。
按性能脂质体可分为一般质体(包括上述单室脂质体、多室脂质体和多相脂质体等)特殊性能脂质体、热敏脂质体、PH敏感脂质体、超声波敏感脂质体、光敏脂质体和磁性脂质体等。
按电荷性,脂质体可分为中性脂质体、负电性脂质体、正电性脂质体。
脂质体作为药物载体在恶性肿瘤的靶向给药治疗方面极具潜力。
为克服脂质体作为载体的靶向分布不理想、稳定性较差的缺点,近年来开发了一些新型脂质体,如温度敏感型、PL敏感型、免疫、聚合膜脂质体。
前体脂质体概念的提出和研究,提供了克服脂质体不稳定的较好思路。
脂质体作为目前最先进的,被喻为"生物导弹"的第四代给药系统成为靶向给药系统的新剂型。
脂质体的靶向性通过改变脂质体的给药方式、给药部位和粒径来调整其靶向,另外,还可在脂质体上连接某种识别分子,通过其与靶细胞的特异性结合来实现专一靶向性。
靶向性是脂质体作为药物载体最突出的优点,脂质体进入体内后,主要被网状内皮系统吞噬,从而使所携带的药物,在肝、脾、肺和骨髓等富含吞噬细胞的组织器官内蓄积。
1.天然靶向性是脂质体静脉给药时的基本特征,这是由于脂质体进入体内即被巨噬细胞作为外界异物吞噬的天然倾向产生的。
脂质体不仅是肿瘤化疗药物的理想载体,也是免疫激活剂的理想载体。
2. 隔室靶向性是指脂质体通过不同的给药方式进入体内后,可以对不同部位具有靶向性,可以通过各种给药方式进入体内不同的隔室位置产生靶向性。
在组织间或腹膜内给予脂质体时,由于隔室的特点,可增加对淋巴结的靶向性。
3. 物理靶向性这种靶向性是在脂质体的设计中,应用某种物理因素的改变,例如用药局部的pH、病变部位的温度等的改变而明显改变脂质体膜的通透性,引起脂质体选择性地在该部位释放药物。
两种转染试剂转染 C2C12 细胞效率比较分精品论文两种转染试剂转染 C2C12 细胞效率比较分析韦伟,赵元元,张维娅,赵书红,李新云5 ,农业动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室~华中农业大学~武汉 430070, 摘要:C2C12 细胞是鼠的骨骼肌成肌细胞~常用于体外研究肌细胞成肌分化~研究表明 C2C12 细胞的转染效率较低~为了提高 C2C12 细胞的转染效率~建立理想的转染条件~本研究对比分析了 FuGENE HD 和 Lipofectamine 2000 两种常用转染试剂的转染效率。
研究结果表明10 FuGENE HD 转染寡核苷酸的效率比 Lipofectamine 2000 高~而转染质粒的效率比Lipofectamine 2000 低。
另外我们还发现培养基中的血清会降低细胞的转染效率。
本研究结果为提高 C2C12 细胞的转染效率提供了新的信息。
关键词:转染效率,寡核苷酸,质粒,C2C12 细胞中图分类号:Q-3315Compare analysis of the transfection efficiency of twotransfection regents in C2C12 CellsWei Wei, Zhao Yuanyuan, Zhang Weiya, Zhao Shuhong, Li Xinyun(Key Lab of Agricultural Animal Genetics, Breeding and Reproduction of Ministry of Education,20 Huazhong Agricultural University, WuHan 430070)Abstract: C2C12 cells are the myoblast of mice, which are used asthe model for investigating the differentiation of myoblast in vitro. The transfection efficiency of the C2C12 cells was not good in many studies. In order to improve the transfection efficiency of C2C12 cells and contribute an ideal condition of transfection. The transfection efficiency of two transfection reagents, FuGENE25 HD and Lipofectamine 2000, was analyzed in this study. According the results, the transfection efficiency of FuGENE HD was higher than that of Lipofectamine 2000 when oligo nucleic acids was transfected, but it was lower than Lipofectamine 2000 when plasmid was transfected in the C2C12 cells. Also, we found that serum in cultured medium could inhibit the transfection efficiency. These results offered useful informationfor improving the transfection efficiency of30 C2C12 cells.Key words: transfection efficiency; oligo nucleic acids; plasmid;C2C12 cells0 引言简转染是指将外源遗传物质转入到真核细胞内的过程。
质粒转染的原理(2011-10-22 12:32:05)转载▼标签:转染科研教育分类:细胞/动物转染DEAE-葡聚糖(Diethylaminoethyl (DEAE)-dextran):这个早在1965年出现的转染方法差不多是最古董级的方法之一了,直到现在竟然还有少数人坚持采用。
带正电的DEAE-葡聚糖或polybrene多聚体可以结合带负电的DNA分子,使得DNA复合物结合在带负电的细胞表面。
通过使用DMSO或甘油获得的渗透休克,也可能是细胞内吞作用,使得DNA复合体进入细胞。
DEAE-葡聚糖仅限于瞬时转染,可重复性好,转染时要除掉血清。
磷酸钙共沉淀转染:最早是在1973年开始采用的。
氯化钙+DNA+磷酸缓冲液按一定的比例混合,形成的极微小的磷酸钙-DNA复合物沉淀粘附到细胞膜表面,借助内吞作用进入细胞质。
沉淀颗粒的大小和质量对于转染的成功至关重要,pH值,钙离子浓度,DNA浓度,沉淀反应时间,细胞孵育时间乃至各组分加入顺序和混合的方式都可能对结果产生影响,重复性不佳。
现在还会操作这种古董级方法的人怕已经不多啦。
比起DEAE法这个更容易得到稳定转染,但是转原代细胞比较困难的。
电穿孔法:通过短暂的高场强电脉冲处理细胞,沿细胞膜的电压差异会导致细胞膜暂时穿孔。
DNA被认为是穿过孔扩散到细胞内。
电脉冲和场强的优化对于成功的转染非常重要,因为过高的场强和过长的电脉冲时间会不可逆地伤害细胞膜而裂解细胞。
理论上说电穿孔法可用于各种细胞,而且不需要另外采购特殊试剂。
可是需要昂贵的设备——这个一次性投资可不便宜,而且每次转染需要更多的细胞和DNA——因为细胞死亡率高,所以每种细胞电转的条件都需要优化,才能达到最佳效果。
现在,由于电转染技术的革新以及新型电转染仪的面世,电穿孔法的应用也越来越普遍。
脂质体:中性脂质(lipid)是利用脂质膜包裹DNA,借助脂质膜将DNA导入细胞膜内。
带正电阳离子脂质体(Cationic liposomes)则不同,DNA并没有预先包埋在脂质体中,而是带负电的DNA自动结合到带正电的脂质体上,形成DNA-阳离子脂质体复合物,据认为一个约5kb 的质粒会结合2-4个阳离子脂质体,从而吸附到带负电的细胞膜表面,经过内吞被导入培养的细胞。
pei转染原理转染原理是指在实验室中将外源DNA或RNA转移到细胞内的过程,是基因工程和分子生物学研究中非常重要的步骤。
在转染过程中,外源基因可以被稳定地整合到宿主细胞的基因组中,从而实现对基因表达的调控和研究。
本文将介绍转染原理的基本概念、常用的转染方法以及转染的影响因素。
首先,转染原理的基本概念是指将外源核酸(DNA或RNA)引入目标细胞内,并使其稳定地表达。
转染可以通过多种方式实现,包括化学法、生物法和物理法。
化学法主要是利用化学试剂(如离子聚合物、脂质体等)将外源核酸转移到细胞内;生物法则是利用病毒等生物体外源基因载体将外源基因转移到细胞内;物理法则是利用物理手段(如电穿孔、基因枪等)将外源基因引入细胞内。
这些方法各有特点,可以根据实验需要选择合适的转染方法。
其次,常用的转染方法包括石墨烯转染、脂质体转染、电穿孔转染等。
石墨烯转染是指利用石墨烯纳米片作为载体,通过静电作用将外源基因转移到细胞内。
石墨烯具有良好的生物相容性和高载荷能力,能够有效地将外源基因引入细胞内。
脂质体转染则是利用脂质体作为转染载体,通过与细胞膜融合将外源基因引入细胞内。
电穿孔转染则是利用电脉冲将外源基因引入细胞内,通过瞬时破坏细胞膜的完整性,使外源基因进入细胞内。
另外,影响转染效率的因素有很多,包括细胞状态、转染载体的选择、转染条件等。
细胞状态是指细胞的生长状态和分化程度,细胞状态良好时转染效率会更高。
转染载体的选择也非常重要,不同的载体对不同类型的细胞有不同的转染效果。
此外,转染条件如转染时间、转染温度、转染浓度等也会影响转染效率,需要根据实验需求进行合理的调整。
总之,转染原理是基因工程和分子生物学研究中非常重要的步骤,通过转染可以实现对基因的调控和研究。
在实验中选择合适的转染方法和条件,可以提高转染效率,从而更好地实现实验目的。
希望本文对转染原理有所帮助,谢谢阅读!。