細胞轉染常見方法之原理、特點及實驗步驟

隨著分子生物學和細胞生物學研究的不斷發展，細胞轉染已經成為研究真核細胞基因功能的常規工具。常用于研究基因功能、基因表達調控、突變分析和蛋白質生產等生物學試驗中，其應用非常廣泛。

目前實驗室最為常用的細胞轉染方法有兩種：脂質體轉染法和電穿孔法，接下去分別介紹這兩種方法的原理、特點和實驗步驟。

一、脂質體轉染法

1. 原理

陽離子脂質體表面帶正電荷，能與核酸的磷酸根通過靜電作用，將DNA分子包裹入內，形成DNA-脂質體復合物，也能被表面帶負電的細胞膜吸附，再通過融合或細胞內吞進入細胞（見下圖）。脂質體轉染適用于把DNA轉染入懸浮或貼壁培養細胞中，是目前實驗室最fang便的轉染方法之一，其轉染率較高，優于磷酸鈣法。由于脂質體對細胞有一定的毒性，所以轉染時間一般不超過24小時。

2. 特點

脂質體轉染法的優點是能夠高效轉染許多細胞系，適用于高通量篩選，并能夠遞送任何大小的 DNA 以及 RNA 和蛋白。此外，該方法既可應用于穩定表達，也可應用于瞬時表達，與其他化學方法不同的是，其可用于將 DNA 和 RNA 向動物和人體內轉移；缺點是轉染效率依賴于細胞類型和培養條件，因此，需要對每種細胞類型的轉染條件和轉染試劑進行優化。

3. 實驗步驟

將DNA，RNA，siRNA或寡核苷酸和轉染試劑分別在不同的管中稀釋→將兩者混合形成混合物→將形成的混合物加入細胞中，脂質體的正電荷有助于幫助復合物粘附到細胞膜上→復合物經細胞內吞作用進入細胞→檢測基因表達或沉默情況。

二、電穿孔法

1. 原理

利用電脈沖可逆地擊穿細胞膜形成瞬時的膜上小孔，同時細胞膜上電勢升高，驅使帶電荷的分子（如 DNA）以類似于電泳的方式經臨時微孔穿過細胞膜進入胞內（見下圖）。當遇到某些脂質體轉染效率很低或幾乎無法轉入時建議用電穿孔法轉染。一般情況下，高電場強度會殺死50%-70% 的細胞。為確保轉染成功，針對實驗條件優化電轉參數是極為重要的。電場強度、脈沖形狀、脈沖施加次數、緩沖液組分等因素都會影響轉染效率。

2. 特點

與其他轉染方法相比，電轉染具有諸多優勢，其中主要優勢包括：適用于所有細胞類型的瞬時和穩定轉染；在確定最佳電轉染條件的情況下，能夠在短時間內轉染大量細胞。電轉的主要缺點在于高電壓脈沖可引起大量細胞死亡，僅部分細胞膜可以成功修復，因此相比化學轉染方法，電轉染需要使用更多數量的細胞。

3. 實驗步驟

利用電轉緩沖液重懸細胞→對含有核酸，緩沖液，細胞的混合物給予合適的電脈沖→電脈沖在細胞膜上形成電勢差，誘導產生暫時的孔使核酸進入細胞→將細胞返回到生長培養基中，使其慢慢恢復→檢測基因表達或沉默情況。

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