3.DEAE-葡聚糖和polybrene
帶正電的DEAE-葡聚糖或polybrene多聚體復合物和帶負電的DNA分子使得DNA可以結合在細胞表面。通過使用DMSO或甘油獲得的滲透休克將DNA復合體導入。兩種試劑都已成功用于轉染。DEAE-葡聚糖僅限于瞬時轉染。
4.機械法
轉染技術也包括使用機械的方法,比如顯微注射和基因槍(biolistic particle)。顯微注射使用一根細針頭將DNA,RNA或蛋白直接轉入細胞質或細胞核。基因槍使用高壓microprojectile將大分子導入細胞。
5.陽離子脂質體試劑
在優化條件下將陽離子脂質體試劑加入水中時,其可以形成微小的(平均大小約
100-400nm)單層脂質體。這些脂質體帶正電,可以靠靜電作用結合到DNA的磷酸骨架上以及帶負電的細胞膜表面。因此使用陽離子脂質體轉染的原理與以前利用中性脂質體轉染的原理不同。使用陽離子脂質體試劑,DNA并沒有預先包埋在脂質體中,而是帶負電的DNA自動結合到帶正電的脂質體上,形成
DNA-陽離子脂質體復合物。據稱,一個約5kb的質粒會結合2-4個脂質體。被俘獲的DNA就會被導入培養的細胞。現存對DNA轉導原理的證據來源于內吞體和溶酶體。
為了達到高的轉染效率,在轉染實驗過程中,需要注意以下幾點:
1.純化siRNA
在轉染前要確認siRNA的大小和純度。為得到高純度的siRNA,推薦用玻璃纖維結合,洗脫或通過15-20%丙烯酰胺膠除去反應中多余的核苷酸,小的寡核苷酸,蛋白和鹽離子。注意:化學合成的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酶將導致siRNA實驗失敗。由于實驗環境中RNA酶普遍存在,如皮膚,頭發,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.健康的細胞培養物和嚴格的操作確保轉染的重復性
通常,健康的細胞轉染效率較高。此外,較低的傳代數能確保每次實驗所用細胞的穩定性。為了優化實驗,推薦用50代以下的轉染細胞,否則細胞轉染效率會隨時間明顯下降。
4.避免使用抗生素
Ambion公司推薦從細胞種植到轉染后72小時期間避免使用抗生素。抗生素會在穿透的細胞中積累毒素。有些細胞和轉染試劑在siRNA轉染時需要無血清的條件。這種情況下,可同時用正常培養基和無血清培養基做對比實驗,以得到最佳轉染效果。
5.選擇合適的轉染試劑
針對siRNA制備方法以及靶細胞類型的不同,選擇好的轉染試劑和優化的操作對 siRNA實驗的成功至關重要。
6.通過合適的陽性對照優化轉染和檢測條件
對大多數細胞,看家基因是較好的陽性對照。將不同濃度的陽性對照的siRNA轉入靶細胞(同樣適合實驗靶siRNA),轉染48小時后統計對照蛋白或mRNA相對于未轉染細胞的降低水平。過多的siRNA將導致細胞毒性以至死亡。
7.通過標記siRNA來優化實驗
熒光標記的siRNA能用來分析siRNA穩定性和轉染效率。標記的siRNA還可用作siRNA胞內定位及雙標記實驗(配合標記抗體)來追蹤轉染過程中導入了siRNA的細胞,將轉染與靶蛋白表達的下調結合起來。
三、RNAi的應用前景
1. 研究基因功能的新工具
已有研究表明RNAi能夠在哺乳動物中滅活或降低特異性基因的表達,制作多種表型,而且抑制基因表達的時間可以隨意控制在發育的任何階段,產生類似基因敲除的效應。線蟲和果蠅的全部基因組序列已測試完畢,發現大量未知功能的新基因,RNAi將大大促進對這些新基因功能的研究。與傳統的基因敲除技術相比,這一技術具有投入少,周期短,操作簡單等優勢,近來RNAi成功用于構建轉基因動物模型的報道日益增多,標志著RNAi將成為研究基因功能不可或缺的工具。
2. 研究信號傳導通路的新途徑
聯合利用傳統的缺失突變技術和RNAi技術可以很容易地確定復雜的信號傳導途徑中不同基因的上下游關系,Clemensy等應用RNAi研究了果蠅細胞系中胰島素信息傳導途徑,取得了與已知胰島素信息傳導通路完全一致的結果,在此基礎上分析了DSH3PX1與DACK之間的關系,
證實了DACK是位于DSH3PX1磷酸化的上游激酶. RNAi技術較傳統的轉染實驗簡單、快速、重復性好,克服了轉
染實驗中重組蛋白特異性聚集和轉染效率不高的缺點, 因此認為RNAi技術將可能成為研究細胞信號傳導通路的新途徑。
3.開展基因治療的新策略
RNAi具有抵抗病毒入侵,抑制轉座子活動,防止自私基因序列過量增殖等作用,因此可以利用RNAi現象產生抗病毒的植物和動物,并可利用不同病毒轉錄序列中高度同源區段相應的dsRNA抵抗多種病毒。
腫瘤是多個基因相互作用的基因網絡調控的結果,傳統技術誘發的單一癌基因的阻斷不可能完全抑制或逆轉腫瘤的生長,
而RNAi可以利用同一基因家族的多個基因具有一段同源性很高的保守序列這一特性,
設計針對這一區段序列的dsRNA分子,只注射一種dsRNA即可以產生多個基因同時剔除的表現,也可以同時注射多種dsRNA而將多個序列不相關的基因同時剔除。
盡管目前RNAi技術在哺乳動物中的應用還處于探索階段,但它在斑馬魚和老鼠等脊椎動物中的成功應用預示著RNAi將成為基因治療中重要的組成部分,人工合成的dsRNA寡聚藥物的開發將可能成為極具發展前途的新興產業.