近这些年,转染一直是个热门的话题。从早期的一支独秀到现在的百花齐放,研究人员的选择是越来越多了。可能也是大家对难以转染的原代细胞和干细胞的兴趣日益增加,催生了转染试剂的蓬勃发展。另外,现在的研究人员早已不满足于单个的转染,他们更倾向于用高通量转染在整个基因组范围内筛选**的靶点,高通量的转染仪器应运而生。那么,我们就带大家来看看非病毒核酸导入技术近年来的发展。
大家都知道,除了病毒,核酸导入的方法可分为物理方法和化学方法。物理方法就比如电穿孔,它瞬间改变细胞膜,摄入DNA或RNA;化学方法是让载体包裹核酸,从而形成复合物,融入细胞。
化学方法中的载体有n多种,从聚合物、脂质体到这两年新兴的纳米颗粒。聚合物载体,如聚乙烯亚胺(PEI)、聚胺和环状糊精,它们结合并压缩DNA或RNA,形成稳定的颗粒,通过内吞作用被细胞吸收。Qiagen的SuperFect和PolyFect转染试剂,以及Fermentas的ExGen 500试剂正是此种类型。
脂质体或许大家更熟悉,它的历史已超过20年,是受欢迎的体外导入载体。脂质体结合或包围核酸,进而被细胞吸收。invitrogen公司的脂质体Lipofectin、Lipofectamine、Lipofectamine 2000已畅销十余年。脂质体还是携带小分子RNA进入细胞的有力武器。Ambion(现属于生命科技公司)就开发出siRNA转染试剂-siPORT NeoFX,Invitrogen也修改了阳离子脂质体的配方,专门为小分子RNA推出RNAiMAX。
当然,转染不仅**于细胞系,许多研究人员将他们的目光投向体内转染。一些生物公司如 Polyplus-transfection、Altogen Biosystems等利用脂质体或可生物降解的聚合物作为载体,将DNA片段或siRNA导入体内。然而,它们都不是理想的载体。脂质体的导入效果虽比聚合物要持久,但它可能引起更多的**反应,这也不是研究人员所期望的。也正是这些不足,导致了近几年纳米颗粒的出现。2007年,Sigma- Aldrich推出了N-TER纳米颗粒sirna转染试剂,让siRNA结合在纳米颗粒的表面,通过N-TER肽段导入体内。
在RNAi研究领域,越来越多的研究人员开始对高通量的筛选感兴趣。瑞典 Cellectricon公司也注意到这一点,他们认识到转染是RNAi筛选中的主要瓶颈之一,急需一种高通量的转染方法。于是他们花了两年的时间,开发出**台全自动的转染系统-Cellaxess HT电穿孔仪。这台仪器能够自动移液,自动在细胞中加入siRNA,自动将移液吸头转换成电穿孔元件,并进行电穿孔,后加入细胞培养基进行复苏。 Cellaxess HT每天能转染50000个孔。之前介绍过的Nucleofector核转染系统也是类似的电穿孔仪器,它能够对96孔板进行转染。
说到底,转染的目标其实很简单,就是用少量的DNA或RNA去转染多的细胞。当然,还要尽量减少或避免对细胞的毒性、脱靶效应和**反应。别看这个目标简单,实现起来还真不容易。无论是试剂还是仪器,都有需要改进的地方,同时,新技术也在不断萌芽。也许在不久的将来,转染将不再是实验中的瓶颈,轻轻松松就能实现。