[VIP第1年] 指数:3
基因和RNAi***在临床上的应用需要安全高效的载体。迄今为止，核酸***的两种主要方法是基于病毒和非病毒载体。与病毒载体相关的安全问题有很多:诱导免疫反应的风险、不必要的突变和**。因此，在开发基于脂质或聚合载体的非病毒载体是势在必行的。1965年，Vaheri和Pagano引入了二乙基氨基乙基修饰的葡聚糖，这是第一种用于基因传递的聚合物。1987年，Felgner引入了DOTMA，这是第一种用于DNA转染的阳离子脂质。从那时起，大量不同的脂质和聚合物被开发出来。南京星叶生物正是利用将核酸封装在纳米级脂质体囊泡中的技术，开发出了Gemate系列转染试剂。化学转染可分为基于脂质体或非基于脂质体。北京深圳转染试剂
基因注射包括通过注射将所需的核酸物质直接输送到宿主细胞核中。当细胞转染具有挑战性时，特别是当需要对宿主细胞进行遗传修饰时，这种方法是一种很好的替代方法。与其他非病毒基因传递方法一样，没有一种方法可以适用于所有不同的细胞类型，选择合适的细胞类型和核酸大小对于确保基因注射的成功至关重要。例如，先前的一项研究报道了成功生成表达cre重组酶(大小～1,000bp)的转基因小鼠细胞系。另一方面，在一项体内研究中，表达转基因的小鼠肌纤维数量与注射次数和给药质粒剂量相关。另一项体外研究进一步支持了这一观点，该研究报道了表达报告基因的宿主细胞的数量与注入细胞的核酸量密切相关。此外，微针的大小、形状和额外涂层的存在也会影响基因注射的效率，因为有报道称，涂有微颗粒的小尺寸微针(<10毫米)能够顺利地将所需的货物输送到皮肤的角质层。湖北体内转染试剂脂质颗粒的加入导致内体DNA释放增加。
质子泵抑制剂可以通过基于从一个供体蛋白到受体蛋白的能量转移的物理测量来评估，也可以通过化学测量来评估，在化学测量中，表达的蛋白质与另一种蛋白质之间的相互作用活性可以在刺激时通过适当的报告系统来检测。后一种基于荧光素酶的方法被称为生物发光共振能量转移(BRET)，它是荧光共振能量转移研究质子泵抑制剂的替代方法。多个质粒的共转染也可以应用于转染，其中包括将编码Cas9蛋白和引导RNA的质粒递送到宿主细胞，使用CRISPR/Cas9基因组工程系统进行基因组编辑。除了使用多个质粒外，双链载体是另一种将不同基因传递到宿主细胞的方法。双链载体是一种能够表达两种不同基因的载体，通过一个内部核糖体进入位点连接，只有一个启动子。
RNA和信使RNA与DNA转染类似，RNA可以通过基于RNA的病毒或非病毒载体导入真核细胞。与涉及DNA的转染相比，RNA转染可能产生更高的转染效率，因为后者不需要穿越核膜。在不需要基因组整合、转录和转录后处理的情况下，RNA转染也可能加速所需蛋白质的产生。使用基于信使RNA(mRNA)的载体也可以防止因整合到宿主基因组而引起的并发症，从而允许表达特定的，所需的蛋白质。然而，RNA转染后，蛋白质表达是短暂的，与DNA相比，RNA的稳定性相对较差，因此在细胞内运输时更容易降解。小RNA是长度为18-200个碱基对(bp)的RNA分子，具有调控转录后基因调控和RNA修饰的能力。小RNA包括microRNAs(miRNAs)、小干扰RNA(siRNA)、短发夹RNA（shRNA）等。microRNAs和piRNAs都是内源性单链小RNA。miRNAs(18-25bp)通过抑制目标mRNA或干扰其翻译起始，参与下游mRNA的转录后调控。与miRNAs和piRNAs类似，siRNA也在调控转录后基因表达中发挥作用。siRNA的长度通常为20-24bp，可表达为内源性或外源性双链小RNA。shRNA是一种具有发夹环的内源性双链小RNA。shRNA可以结合mRNA上的互补序列来降解它。纳米颗粒可以参与内体途径，并可以通过细胞质将DNA运输到细胞核。
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%。纳米颗粒的主要特性使它们能够用于细胞转染。吉林重庆转染试剂
转染时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。北京深圳转染试剂
肌内注射脂质体不能引起强烈的毒性反应，这与肺内或静脉注射途径的情况不同。几项体内研究表明，pDNA载体的肺内递送是促炎th1样细胞因子的产生和随后浸润细胞涌入肺区域的原因。在任何情况下，阳离子脂质本身不会引起免疫反应，而且这种效果不是由于pDNA制备中存在内***。在一项囊性纤维化临床试验中，急性轻度流感样症状被认为是由DNA依赖效应引起的，而对照组(*脂质组)没有观察到这种效应。有几种方法可以降低载体CpG基序的免疫刺激作用。这些包括这些基序中胞嘧啶碱基的甲基化，中和序列的添加，CpG基序的消除，使用化学或生物方法的免疫抑制，将载体靶向远离网状内皮系统的细胞，以及抑制内粒体酸化。研究表明，系统地消除pDNA载体中约50%的CpG基序，可导致体外小鼠脾细胞和静脉注射或鼻内滴注小鼠肺中细胞因子分泌减少。该方案还增加了转基因表达水平。利用肌内注射等途径，远离网状上皮系统进行被动靶向，也能提高转基因表达水平。北京深圳转染试剂
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