陽離子聚合物--聚乙烯亞胺(polyethyleminine,PEI)
聚乙烯亞胺是目前研究的陽離子聚合物非病毒基因載體,它是由單體(-CH,CH,-NH-)構成的具有伯胺﹑仲胺和叔胺基團的水溶性聚合物。PEI單體中每3個原子含1個氮,并構成同的胺基。這些胺基的pKa值不同,使 PEI在較寬的pH范圍均可以被質子化,這是PEI有較強的結合DNA和黏附細胞并作為基因轉導載體的重要原因。
分子量是決定其轉染效率重要因素,高分子量的PEI具有高效的基因轉染效率,但因為其大量正電荷的存在以及非生物降解性,可以導致細胞膜去穩定化,顯示出較大的細胞毒性,低分子量的PEI(低于2kDa)毒性低,但基因轉染效率也隨之降低。在HeLa、COS7、293T和CHO四種細胞上評價交聯PEI作為基因載體體外轉染pGL3的效率。發現二硫鍵含量和PEI分子量大小決定了轉染效率。
不同分子量的PEI轉染效率不同
枝狀的 800 kD PEI 是*報道的可用于多種細胞轉染的試劑,枝狀的 25 kD PEI(25B)用于 HEK293 細胞大規模瞬時轉染,其轉染效率較枝狀2 kD、600 kD、800 kD 或線狀 22 kD PEI(22L)的高。
有研究報道,比較了 3 種商品化的 PEI 轉染試劑 25 kD LPEI、40 kDPEI-Max、PEI pro,轉染 HEK293 和 CHO 細胞,PEI pro 的轉染效率低于 25 kD LPEI、40 kD PEI-Max,PEI pro 的毒性。經過優化,PEI-Max 的表達量優于 25 kD LPEI。
PEI 介導的瞬時轉染中 DNA 和 PEI 比例一般為1:2 ~ 1:3(W/W),提高轉染試劑比例會提高轉染效率,但是隨之細胞毒性也會增加。另外轉染時的細胞密度、DNA-PEI聚合物的大小、培養基的組成等都會影響轉染效果。
陽離子聚合物--脂質體
陽離子脂質體易穿透細胞膜,轉染效率要明顯高于其他轉染試劑,因而也廣泛用于瞬時轉染,但因其化學合成不易,商業化常用的脂質體如 Lipofectamine 價格較高,遠貴于其他化學轉染試劑,因此只適合于小量瞬時轉染。
目前的脂質體轉染體系是將陽離子脂質體與 DNA 溶液混合,以形成 DNA 夾在脂質雙分子層之間的結構。HEK293 細胞是非常適合進行瞬時轉染的細胞,很容易接收外來 DNA,在合適的轉染條件下,脂質體轉染效率可達 80% 以上, 使用商品化羅氏的 FuGene HD 或者Invitrogen 的 Lipofectamine2000 的轉染效率甚至可達90% 以上。但是傳統的 CHO 細胞的轉染效率相對較低,只有 40% ~ 60%。
Thermo Fisher 公司新開發的Expi293F 和 ExpiCHO 瞬時轉染系統的轉染效率和表達量有了較大的提升,但是商品化的轉染試劑盒培養基價格較貴,不太適用于產業化放大。
因此,目前PEI轉染試劑,價格實惠深受廣大科研伙伴的熱愛。重點是超級便宜?。?!便宜到什么程度呢?偷偷告訴你:據說一次可配1L的量!1L??天啊,怎么能用的完?如此便宜實惠的轉染試劑該如何操作呢?
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