細胞轉染技術之病毒轉染適用范圍及技巧病毒轉染適用范圍及技巧 二維碼
發表時間：2024-08-07 16:35 細胞轉染實驗，是將外源性基因導入細胞內的一種實驗專門技術。 這項技術，猶如一座橋梁，巧妙地將外部世界的分子構建（涵蓋DNA序列、RNA片段及蛋白質等）準確地導入至真核細胞的內部。它不僅在解鎖基因功能奧秘的過程中扮演著關鍵角色，還是實現基因編輯的準確實踐、基因表達高效調控的重要手段。 因此，在基因科學、生物技術及醫學研究的廣闊領域內，轉染技術已成為一種重要且廣泛應用的方法，持續推動著科學前沿的邊界拓展。
根據實驗原理，可將細胞轉染技術大致以下3類：
不同的方法各有優缺點，需要根據不同的實驗要求，選擇相應的實驗方法。本期內容，重點介紹以基因工程改造病毒為基礎，介導的生物法細胞轉染技術。 生物法 基因工程改造病毒介導的細胞轉染技術，簡而言之，是通過基因工程技術對病毒進行改造，使其成為攜帶外源基因的載體，進而將這些基因導入目標細胞中。這種方法的核心在于利用病毒的自然感染機制，通過病毒表面的蛋白質與細胞表面的受體結合，實現病毒基因組的傳遞。 常見的用于基因轉染的病毒載體包括腺病毒、逆轉錄病毒和慢病毒。這些病毒載體經過基因工程改造后，去除了其致病性基因，僅保留其感染能力和復制機制，從而安全地攜帶外源基因進入細胞。病毒載體能夠高效地將外源基因整合到宿主細胞的基因組中，或通過瞬時表達的方式在細胞內產生高水平的基因產物。
1、腺病毒（Adenovirus, AdV） 優點： 感染范圍廣：幾乎可以感染所有類型的細胞，包括分裂細胞和非分裂細胞。 高效性：感染效率高，能夠快速將外源基因導入細胞中。 載體容量大：可以包裝較大的外源基因片段，通常可達8kb以上。 易于操作：病毒載體構建及包裝相對容易，易于制備出高滴度的病毒。 缺點： 表達時間短：外源基因在細胞中的表達時間相對較短，通常為數天到數周。 無法穩定表達：病毒基因組不整合到宿主細胞染色體中，因此無法實現外源基因的穩定表達。 免疫原性：可能引發宿主的免疫反應，影響轉染效率和實驗結果。 適用領域： 適用于需要快速、高效轉染多種細胞類型的實驗，如基因表達研究、蛋白質生產等。 在疫苗開發和基因治療領域也有一定應用，但需注意免疫原性問題。 2、逆轉錄病毒（Retrovirus, RV） 優點： 整合能力強：能夠整合到宿主細胞染色體中，實現外源基因的穩定表達。 表達持續時間長：轉基因效果穩定，表達持續時間長。 高效感染分裂細胞：對分裂細胞的感染效率高。 缺點： 外源基因容量低：**不能超過10kb，限制了其攜帶復雜基因的能力。 病毒滴度低：在包裝細胞中產生的病毒滴度相對較低。 安全性問題：隨機整合到宿主基因組中可能導致插入突變，具有潛在危險性。 適用領域： 適用于需要穩定表達外源基因的細胞系，如基因治療中的穩轉細胞株構建。 在遺傳性疾病的基因治療中，逆轉錄病毒載體因其整合能力和穩定表達特性而受到關注。 2、 慢病毒（Lentivirus, LV） 優點： 感染范圍廣：能夠感染包括分裂細胞和非分裂細胞在內的多種細胞類型。 穩定表達：外源基因能夠穩定地整合到宿主細胞基因組中，實現長期表達。 操作安全性高：經過基因工程改造后，去除了致病性基因，安全性較高。 缺點： 載體容量受限：野生型慢病毒基因組較大，改造后的載體容量有限，通常不超過6.4kb。 技術復雜：病毒包裝和轉導過程相對復雜，需要較高的技術水平和實驗條件。 成本較高：由于技術復雜性和載體容量限制，慢病毒載體的制備成本通常較高。 適用領域： 適用于需要穩定表達外源基因的細胞系和原代細胞，如干細胞研究、基因治療中的穩轉細胞株構建等。 在神經科學研究中，慢病毒載體因其能夠穿透血腦屏障并感染神經元細胞而具有優勢。
提高病毒轉染成功率的技巧：在細胞培養和轉染技術的領域中，胎牛血清（Fetal Bovine Serum, FBS）作為一種關鍵性的培養基添加劑，與腺病毒、逆轉錄病毒和慢病毒等細胞轉染技術之間存在著緊密的聯系。這些技術往往需要細胞在適宜的生長條件下進行，以確保轉染效率、細胞健康以及后續實驗結果的可靠性，而胎牛血清正是實現這一目標的重要因素之一。 在選擇胎牛血清時，應注意選擇內毒素含量低的血清（例如：Ausbian進口胎牛血清，內毒素含量≤3EU/ml），盡可能降低內毒素對細胞培養的影響；使用規范科學的方法對胎牛血清進行儲存和解凍，盡可能保留更多營養成分，為細胞生長提供有利條件。 |
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