線型PEI(Line PEI,LPEI)與其衍生物用作基因轉染載體的研究比分枝狀PEI(Branched
PEI,BPEI)要早一些,過去的研究認為在不考慮具體條件,LPEI/DNA轉染復合物的細胞毒性較低,有利于細胞定位,因此與BPEI相比應該轉染效率高一些。但最近研究表明BPEI的分枝度高有利于形成小的轉染復合物,從而提高轉染效率,但同時細胞毒性也增大。超高分枝的、較柔性的PEI衍生物含有額外的仲胺基和叔胺基,在染實驗中發現這種PEI的毒性低,但轉染效率卻較高。
GenEscort是采用各種分枝狀和超高分枝狀的小分子PEI與各種含有生理條件下可降解鍵的交聯劑交聯,合成出的一系列高分枝的可降解的PEI衍生物。聚合物的分枝結構使得其具有較高的正電性,因此易于高效地包裹各種DNA、RNA分子及質粒形成小的納米顆粒 ,從而提高轉染效率,當所形成復合物進入細胞以后,其中所含的生理條件下可降解的化學鍵在細胞內水解,使交聯聚合物分解為無細胞毒性的小分子PEI,這樣結構的轉染試劑在體外應用可以獲得高的轉染效率和低的細胞毒性,其可降解性對體內應用也具有重要的意義。
實驗材料:
15ml離心管、培養皿、滴管 、酒精燈、培養瓶、培養液、胎牛血清、轉染試劑、質粒、PBS、75%酒精、0.25%胰酶、超凈工作臺、二氧化碳培養箱、倒置顯微鏡、顯微鏡、離心機、恒溫水浴箱、冰箱(4℃、-20℃、-70℃)、廢液缸等。
實驗步驟(以脂質體轉染為例):
脂質體(LR)試劑是陽離子脂質體DOTMA和DOPE的混合物(1:1)。它適用于把 DNA 轉染入懸浮或貼壁培養細胞中,是目前條件下最方面的轉染方法之一。轉染率高,優于磷酸鈣法,比它高5-100倍,能把DNA和RNA轉染到各種細胞。
用LR進行轉染時,首先需要優化轉染條件,應找出該批LR對轉染某一特定細胞適合的用量、作用時間等,對每批LR都要做。先要固定一個DNA的量和DNA/LR混合物與細胞相互作用的時間,DNA可從1-5ug和孵育時間6h,開始,按這兩個參數繪出相應LR需用量的曲線,再選用LR和DNA兩者最佳的劑量,確定出轉染時間。因LR對細胞有一定的毒性,轉染時間以不超過24h為宜。
一、方法一的操作步驟
1、取6孔培養板,向每孔中加入2ml含(1-2) x 10 5 個細胞的培養基,37℃、18% CO 2 培養基40%-60%匯合時。
2、轉染液制備:在聚苯乙烯管中制備以下兩液(為轉染1個空細胞所用的量)。
A液:用不含血清培養基稀釋DNA使濃度為1-10ug,終量100ul。
B液:用不含血清培養基稀釋LR,使終濃度為2-50ug,終量100ul。
輕輕混合A液、B液,室溫中置10-15min,稍后會出現微濁現象,但并不妨礙轉染。
3、轉染準備:用2ml不含血清培養基漂洗2次,再加入1ml不含血清培養基。
4、轉染:把A/B復合物緩緩加入培養基中,搖勻,置37℃溫箱中6-24h,吸除無血清轉染液,換入正常培養基繼續培養。
5、其余處理:如觀察、篩選、檢測等與其他轉染法相同。
6、注意:轉染時切勿加血清,血清對轉染效率有很大影響。
二、快速脂質體轉染法操作步驟(方法二):
1、 將細胞以5 x 105個/孔接種于6孔板中培養24h,使其達到50%-60%板底面積。
2、 在試管中配制DNA-脂質體復合物。
a. 在1ml無血清DMEM中稀釋PSV1-neo質粒DNA或供體DNA。
b. 旋轉1s,再加入脂質體懸液,旋轉。
c. 室溫下放置5-10min,使DNA結合在脂質體上。
3、 棄去細胞中的舊液,用1ml無血清DMEM洗細胞1次后棄去,向每孔中直接加入1mlDNA-脂質體復合物,37℃培養3-5天。
4、再于每孔中加入含20%胎牛血清的DMEM,繼續培養14-24h。
5、吸出DMEM-DNA-脂質體混合物加入新鮮含10%胎牛血清的DMEM,2ml/孔,再培養24-48h。
6、用細胞刮或消化法收集細胞,以備分析鑒定。
三、穩定的脂質體轉染法:
1、接種細胞同前述,細胞長至50%板底面積可用于轉染。
2、DNA-脂質體復合物制備轉染細胞同前。
3、在每孔中加入1ml含20%胎牛血清的DMEM,37℃培養48h。
4、吸出DMEM,用G418選擇性培養基稀釋細胞,使細胞生長一定時間,篩選轉染克隆,方法參照細胞克隆篩選法進行。
四、Invitrogen公司的Lipofectamine2000在24孔板轉染單層貼壁細胞。(別的方法可以參考生產商提供的protocol)
1、轉染前1天將0.5~2×105細胞接種于24孔培養板,并加入500ul不含 抗生素 的完全培養基,以保證轉染時細胞匯合達90~95%。
2、準備復合物
a. 將0.8ug DNA稀釋于50ul無血清無抗生素的培養液中輕輕渾勻。
b. 將2ul Lipofectamine2000稀釋于50ul無血清無抗生素的培養液中,輕輕渾勻,室溫孵育5分。注意:必須在25分內進行。
c. 5分后將它們混合,并輕輕渾勻,室溫孵育20分。
3、吸去培養板的培養基,用PBS或無血清培養基(最好)清洗細胞2次。
4、將復合物(總體積100ul)加入培養孔,前后搖動培養板使其分布均勻。
5、將細胞放入 培養箱 孵育4~6h后,可以更換含血清培養液去除復合物(也可不用)。
6、24~48h后可以觀察轉入 基因表達 情況。
7、穩定轉染:換含血清培養基24h后將細胞以1:10(或更高比例)傳代,1天后更換篩選培養基篩選。
8、優化:要保證細胞匯合率達90~95%(比較高);DNA/ Lipofectamine2000比率1:0.5~1:5,一般細胞1:2~3。