1.磷酸鈣共沉淀
將氯化鈣,RNA(或DNA)和磷酸緩沖液混合,沉淀形成包含DNA且極小的不溶的磷酸鈣顆粒。磷酸鈣-DNA復(fù)合物粘附到細(xì)胞膜并通過胞飲進(jìn)入目的細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)。沉淀物的大小和質(zhì)量對于磷酸鈣轉(zhuǎn)染的成功至關(guān)重要。在實驗中使用的每種試劑都必須小心校準(zhǔn),保證質(zhì)量,因為甚至偏離最優(yōu)條件十分之一個pH都會導(dǎo)致磷酸鈣轉(zhuǎn)染的失敗。
2.電穿孔法
電穿孔通過將細(xì)胞暴露在短暫的高場強(qiáng)電脈沖中轉(zhuǎn)導(dǎo)分子。將細(xì)胞懸浮液置于電場中會誘導(dǎo)沿細(xì)胞膜的電壓差異,據(jù)認(rèn)為這種電壓差異會導(dǎo)致細(xì)胞膜暫時穿孔。電脈沖和場強(qiáng)的優(yōu)化對于成功的轉(zhuǎn)染非常重要,因為過高的場強(qiáng)和過長的電脈沖時間會不可逆地傷害細(xì)胞膜而裂解細(xì)胞。一般,成功的電穿孔過程都伴隨高水平(50%或更高)的毒性。
3.DEAE-葡聚糖和polybrene
帶正電的DEAE-葡聚糖或polybrene多聚體復(fù)合物和帶負(fù)電的DNA分子使得DNA可以結(jié)合在細(xì)胞表面。通過使用DMSO或甘油獲得的滲透休克將DNA復(fù)合體導(dǎo)入。兩種試劑都已成功用于轉(zhuǎn)染。DEAE-葡聚糖僅限于瞬時轉(zhuǎn)染。
4.機(jī)械法
轉(zhuǎn)染技術(shù)也包括使用機(jī)械的方法,比如顯微注射和基因槍(biolistic particle)。顯微注射使用一根細(xì)針頭將DNA,RNA或蛋白直接轉(zhuǎn)入細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞核。基因槍使用高壓microprojectile將大分子導(dǎo)入細(xì)胞。
5.陽離子脂質(zhì)體試劑
在優(yōu)化條件下將陽離子脂質(zhì)體試劑加入水中時,其可以形成微小的(平均大小約100-400nm)單層脂質(zhì)體。這些脂質(zhì)體帶正電,可以靠靜電作用結(jié)合到DNA的磷酸骨架上以及帶負(fù)電的細(xì)胞膜表面。因此使用陽離子脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染的原理與以前利用中性脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染的原理不同。使用陽離子脂質(zhì)體試劑,DNA并沒有預(yù)先包埋在脂質(zhì)體中,而是帶負(fù)電的DNA自動結(jié)合到帶正電的脂質(zhì)體上,形成DNA-陽離子脂質(zhì)體復(fù)合物。據(jù)稱,一個約5kb的質(zhì)粒會結(jié)合2-4個脂質(zhì)體。被俘獲的DNA就會被導(dǎo)入培養(yǎng)的細(xì)胞。現(xiàn)存對DNA轉(zhuǎn)導(dǎo)原理的證據(jù)來源于內(nèi)吞體和溶酶體。
為了達(dá)到高的轉(zhuǎn)染效率,在轉(zhuǎn)染實驗過程中,需要注意以下幾點:
1.純化siRNA
在轉(zhuǎn)染前要確認(rèn)siRNA的大小和純度。為得到高純度的siRNA,推薦用玻璃纖維結(jié)合,洗脫或通過15-20%丙烯酰胺膠除去反應(yīng)中多余的核苷酸,小的寡核苷酸,蛋白和鹽離子。注意:化學(xué)合成的RNA通常需要跑膠電泳純化(即PAGE膠純化)。
2.避免RNA酶污染
微量的RNA酶將導(dǎo)致siRNA實驗失敗。由于實驗環(huán)境中RNA酶普遍存在,如皮膚,頭發(fā),所有徒手接觸過的物品或暴露在空氣中的物品等,此保證實驗每個步驟不受RNA酶污染非常重要。
3.健康的細(xì)胞培養(yǎng)物和嚴(yán)格的操作確保轉(zhuǎn)染的重復(fù)性
通常,健康的細(xì)胞轉(zhuǎn)染效率較高。此外,較低的傳代數(shù)能確保每次實驗所用細(xì)胞的穩(wěn)定性。為了優(yōu)化實驗,推薦用50代以下的轉(zhuǎn)染細(xì)胞,否則細(xì)胞轉(zhuǎn)染效率會隨時間明顯下降。
4.避免使用抗生素
Ambion公司推薦從細(xì)胞種植到轉(zhuǎn)染后72小時期間避免使用抗生素。抗生素會在穿透的細(xì)胞中積累毒素。有些細(xì)胞和轉(zhuǎn)染試劑在siRNA轉(zhuǎn)染時需要無血清的條件。這種情況下,可同時用正常培養(yǎng)基和無血清培養(yǎng)基做對比實驗,以得到最佳轉(zhuǎn)染效果。
5.選擇合適的轉(zhuǎn)染試劑
針對siRNA制備方法以及靶細(xì)胞類型的不同,選擇好的轉(zhuǎn)染試劑和優(yōu)化的操作對siRNA實驗的成功至關(guān)重要。
6.通過合適的陽性對照優(yōu)化轉(zhuǎn)染和檢測條件
對大多數(shù)細(xì)胞,看家基因是較好的陽性對照。將不同濃度的陽性對照的siRNA轉(zhuǎn)入靶細(xì)胞(同樣適合實驗靶siRNA),轉(zhuǎn)染48小時后統(tǒng)計對照蛋白或mRNA相對于未轉(zhuǎn)染細(xì)胞的降低水平。過多的siRNA將導(dǎo)致細(xì)胞毒性以至死亡。
7.通過標(biāo)記siRNA來優(yōu)化實驗
熒光標(biāo)記的siRNA能用來分析siRNA穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)染效率。標(biāo)記的siRNA還可用作siRNA胞內(nèi)定位及雙標(biāo)記實驗(配合標(biāo)記抗體)來追蹤轉(zhuǎn)染過程中導(dǎo)入了siRNA的細(xì)胞,將轉(zhuǎn)染與靶蛋白表達(dá)的下調(diào)結(jié)合起來。