細(xì)胞轉(zhuǎn)染是為了干嘛

細(xì)胞轉(zhuǎn)染是將外源分子如DNA、RNA等導(dǎo)入真核細(xì)胞的技術(shù)，其目的主要是改變細(xì)胞的基因型或表型能力，以研究和控制真核細(xì)胞的基因功能。具體來說，細(xì)胞轉(zhuǎn)染的目的可以歸納為以下幾點(diǎn)：

基因表達(dá)：

通過使用質(zhì)粒載體或mRNA在培養(yǎng)細(xì)胞（或動(dòng)物模型）中表達(dá)目的蛋白。利用真核細(xì)胞中的蛋白表達(dá)可以生成經(jīng)過適當(dāng)折疊和翻譯后修飾的重組蛋白。

將帶有可檢測(cè)的標(biāo)記物及其他修飾的蛋白質(zhì)導(dǎo)入細(xì)胞，可用于啟動(dòng)子和增強(qiáng)子序列或蛋白-蛋白相互作用的研究。

根據(jù)轉(zhuǎn)染策略的不同，轉(zhuǎn)染還可應(yīng)用于各種形式的生物生產(chǎn)。例如，導(dǎo)入重編程轉(zhuǎn)錄因子可以生成誘導(dǎo)多能性干細(xì)胞（iPSC）。

基因抑制：

通過RNA干擾（RNAi）抑制特定蛋白質(zhì)的表達(dá)。

在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，利用內(nèi)源性表達(dá)的非編碼RNA，以microRNA（miRNA）的形式完成RNAi。

細(xì)胞轉(zhuǎn)染技術(shù)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡牟煌梢苑譃樗矔r(shí)轉(zhuǎn)染和穩(wěn)定轉(zhuǎn)染：

瞬時(shí)轉(zhuǎn)染：外源基因進(jìn)入受體細(xì)胞后，不整合到宿主染色體上，以游離的形式存在。一個(gè)宿主細(xì)胞中可存在多個(gè)拷貝數(shù)，因此可產(chǎn)生高水平的表達(dá)。但由于無法復(fù)制，表達(dá)時(shí)間有限，僅持續(xù)2~4天，最終在細(xì)胞分裂過程中逐漸丟失。瞬時(shí)轉(zhuǎn)染用于短期研究，例如研究基因或基因產(chǎn)物的短期表達(dá)、基因敲除或RNA介導(dǎo)的基因沉默以及蛋白質(zhì)小規(guī)模表達(dá)等。

穩(wěn)定轉(zhuǎn)染：外源基因整合到宿主細(xì)胞染色體上，成為宿主細(xì)胞基因組的一部分，可以復(fù)制并穩(wěn)定地遺傳給子代細(xì)胞，形成穩(wěn)定轉(zhuǎn)染的細(xì)胞株。穩(wěn)定轉(zhuǎn)染用于需要基因長(zhǎng)期持續(xù)的表達(dá)情況，例如大規(guī)模蛋白表達(dá)、長(zhǎng)期藥理學(xué)研究、基因治療研究和長(zhǎng)期遺傳調(diào)控機(jī)制研究等。相較于瞬時(shí)轉(zhuǎn)染，穩(wěn)定轉(zhuǎn)染所需時(shí)間更長(zhǎng)，成本更高。

此外，細(xì)胞轉(zhuǎn)染過程中，僅有部分細(xì)胞可以成功轉(zhuǎn)入外源基因，這部分細(xì)胞占總細(xì)胞的百分比被稱為轉(zhuǎn)染效率。轉(zhuǎn)染效率受多種因素影響，包括細(xì)胞培養(yǎng)基、細(xì)胞狀態(tài)、細(xì)胞密度、DNA質(zhì)量、血清含量、抗生素、DNA質(zhì)量（μg）/轉(zhuǎn)染試劑體積（μL）比、轉(zhuǎn)染方法等。

目前常用的細(xì)胞轉(zhuǎn)染方法主要包括化學(xué)方法、生物方法及物理方法。化學(xué)方法利用載體分子包被核酸使其呈現(xiàn)中性電荷或正電荷，如陽(yáng)離子脂質(zhì)體方法、磷酸鈣共沉淀法、其他陽(yáng)離子物質(zhì)介導(dǎo)等技術(shù)。生物方法利用基因工程病毒轉(zhuǎn)染非病毒基因到細(xì)胞中，如逆轉(zhuǎn)錄病毒、腺病毒和慢病毒等。物理方法在細(xì)胞膜表面產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)的孔從而導(dǎo)入DNA，如電穿孔法、顯微注射法和基因槍等。理想的細(xì)胞轉(zhuǎn)染方法應(yīng)具有高轉(zhuǎn)染效率、低細(xì)胞毒性、對(duì)正常生理學(xué)的影響最小、易于使用和可重復(fù)性等特點(diǎn)。