轉染試劑

哺乳動物的轉染技術在60年代末70年代初即已引入。

將外源DNA 導入哺乳動物細胞的方法大致可分為兩大類，即生物方法和物理化學方法。物理化學方法中常用的有磷酸鈣法、顯微注射、電穿孔、脂質體介導的轉染，以及最近出現的以高分子聚合物為載體的基因傳遞技術。生物方法則主要是以病毒作為載體,通過病毒感染的方式將外源DNA 導入到細胞中, 其中以逆轉錄病毒及腺病毒轉染系統最為常用。

其中病毒載體的特點是整和效率高, 可使外源基因在宿主細胞中長期表達，缺點是存在潛在的安全危險性。電穿孔法及顯微注射法的特點是轉染率較高，缺點是需要昂貴的儀器，前者對細胞的損傷較大，後者在導入DNA 時需要一個細胞一個細胞地注射，不適合大量細胞研究的需要。

磷酸鈣在良好的轉染條件下，可以在293T等細胞的轉染達到較高的轉染效率。但磷酸鈣轉染有一個突出的問題，非常不穩定，尤其受PH值的影響非常大，在實驗中使用的每種試劑都必須小心校準，保證質量，因為甚至偏離最優條件十分之一個PH都可能導致磷酸鈣轉染的失敗，經常即使最熟練的轉染實驗者也不能保證每次磷酸鈣轉染的成功，他們可能經常為莫名其妙的轉染失敗而沮喪。同時，他們還經常發現，往往小體積的轉染比如6孔板以下的轉染效果比較理想，可一換到大皿，經常轉染效率下降很快。磷酸鈣的先天缺陷往往是實驗梗阻的主要原因。

已有眾多的文獻報道，脂質體本身會參與細胞生理活動,引起基因表達的上調或下調。如參與PKC（蛋白激酶C）通路調節(Biochemistry.1992 Sep 22;31(37): 9025-30)；如抑制ATP酶的活性(Biochim Biophys Acta.2008 Apr;1777(4):362-8)；如與線粒體膜發生作用(J Biol Chem. 1989 Jan 25;264(3):1508-15)；轉染siRNA造成脱靶效應等等。細胞毒性的大小往往意味着對細胞生理活動影響的大小，脂質體這些作用是造成細胞毒性的根本原因。這會對相關研究數據產生嚴重的干擾，甚至影響研究的結論。這已引起了許多研究者的注意。

人們一直在尋找更有效、毒性小同時對研究影響也小的轉染試劑。由於脂質類轉染試劑對細胞的毒性是由其脂質特性決定的，眾多的研究者和生物公司將新一代轉染試劑的開發聚焦在非脂質體的聚合物上，並已有一些優秀的試劑產品上市。

以高分子聚合物為載體的基因傳遞技術正成為人們研究的方向。但應用的陽離子聚合物轉染試劑，仍然存在轉染效率不高和細胞毒性的問題。最新的高分子聚合物轉染試劑是納米聚合物轉染試劑，由於採用新技術和新材料，具有高效、安全、低細胞毒性。其原理是：分子內含有許多氨基，在生理PH下會發生質子化，這些質子化的氨基可以中和DNA質粒表面的負電荷，使DNA分子由伸展結構壓縮為體積相對較小的DNA粒子，幷包裹在其中，使DNA免受核酸酶的降解。轉染複合物主要是通過細胞內吞作用將DNA轉移進入細胞，形成內含體(endosome)，DNA從內含體釋放，進入細胞質中，再進一步進入核內轉錄、表達。通過納米技術生產出的轉染試劑在納米尺度表現出結合保護DNA能力強、毒性低的獨特性能。 ^[1]