转染方法怎么选？“物、化、生”策略各擅胜场

每位实验室“细胞人”每日必不可少的工作就是转染，作为一种将外源分子（DNA、RNA、蛋白质等）导入真核细胞内的技术，已在涉及基因功能研究、基因编辑、基因表达调节等多个研究领域被广泛使用。

市面上各类转染方法及相关产品不胜枚举，但从原理上可大致分为三类：

由基因工程改造病毒介导的生物法

依赖于磷酸钙和脂质体的化学法

基于电穿孔、显微注射直接递送目标分子的物理法

三种策略各擅胜场，如何最大化其优势主要取决于以下因素，如细胞类型（原代细胞或细胞系）、实验场景（in vivo、in vitro或ex vivo）转基因容量、安全性和时间等。我们将在下文对这三类转染方法的适用场景进行介绍。

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由基因工程改造病毒介导的生物法

一般来说，重组病毒作为基因递送载体在携带该病毒特异性受体的细胞系以及相对“难养难转”的原代细胞中均能实现较高的转导效率，但不含相应受体的细胞则无法被病毒感染，这是该方法的第一个局限性。其他限制因素包括制备病毒费时费力、外源基因容载量较小、安全性低和变异性高以及动物临床前研究或临床试验中可能出现的免疫原性反应。

目前实验室常用的基因递送载体包括腺病毒、腺相关病毒、慢病毒（逆转录病毒），其各自优势、局限性和应用场景总结如下：

我们在选择病毒感染工具时，可从转基因容量、细胞类型和实验目的等方面综合考量，比如是否需要构建稳转细胞株，如有需要则优先选择慢病毒，若靶细胞是原代细胞，则推荐使用感染效率更高的腺病毒。

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基因递送的化学方法

通过化学物质介导的转染基本都遵循相同的原理，即带正电荷的化学物质与带负电的核酸先形成核酸-化学物质复合物，随后该复合物与带负电荷的膜组分接触，通过内吞作用将外源基因释放到细胞质中。

1965年，Vaheri和Pagano开发了第一种非病毒转染的方法——DEAE-葡聚糖法，随后几年，Graham和van der Eb开发另一种延用至今的磷酸钙共沉淀法，而当下更受到各实验室青睐的则是多家不同生物技术公司提供的各种阳离子脂质体转染试剂，它们的优势、局限性和应用场景大致如下：

除了上述提到的几种化学转染试剂外，在实验室中，还有一种很常见的试剂——聚乙烯亚胺（PEI），一种阳离子非脂质体聚合物，原理上与前述方法大同小异，但PEI作为转染试剂除了便捷、高转染效率、重复性好等优点外，还具备比脂质体更低的细胞毒性。

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基于电穿孔、显微注射等

直接递送目标分子的物理法

这种方法能通过物理或机械方式将核酸直接转移到细胞质或细胞核中。最常见的方法有显微注射、基因枪和电穿孔技术，它们的优势、局限性和应用场景大致如下：

其中，电穿孔，即我们常说的“电转”，是实验室中除了病毒转染、脂质体或PEI转染外使用较为普遍的一种物理转染方法，但若不解决电转附带的细胞成活率问题，那么这种方法在实验室中的应用将十分受限。

1. Nucleofector™是什么

该技术基于电脉冲在细胞膜上瞬间产生小孔，综合Lonza独创的转染体系（即细微差别的电脉冲条件和细胞特异性试剂的组合），使核酸底物可以直接进入细胞核，无论是原代细胞（干细胞、神经细胞、免疫细胞等），还是细胞系，每次都可重复出很高的转染效率，最高可达99%，从根本上解决电转的细胞转染效率与成活率问题。

2. Nucleofector™成绩如何

截至目前，Nucleofector™技术已广泛应用于基于各种基因编辑技术以对各类细胞进行基因改造/修正、疾病靶点筛选、诱导多功能干细胞、蛋白表达、DC疫苗、外泌体研究、类器官研究等各个领域。

如果近期在Google Scholar用“Nucleofector”来检索，将看到已有42,100+篇文献提及此技术，与Nucleofector和CRISPR相关的共有12,800+篇。

Nucleofection™技术是有史以来最流行的电转系统之一，于21世纪初问世，作为一种有效的细胞内递送方法迅速获得普及。

化学顶级综述杂志Chemical Reviews文章

对Nucleofection™技术的评价

Lonza 4D Nucleofector™平台从实际需求出发，开发了从低通量到高通量，小体积到大体积的电转染设备及匹配功能模块，并且只需5步简单的操作方案，即可实现轻松电转！

3. Nucleofector™有何优势

与其他电转方法相比，4D-Nucleofector™核转系统，除了Lonza所研发的适用于不同实验目的的电转仪设备之外，还配套不同细胞专属的电转试剂。该系统改进了传统金属电极材质的电极杯，通过高分子导电聚合物稳定电脉冲发生的过程，避免金属离子释放对细胞带来的毒性。

在Lonza Bioscience官网Knowledge Center(http://www.lonza.com/cell-database)中已呈现超750种即用型protocol（包括细胞培养、传代、电转准备、电转方案、孵育方法以及优化方案）及海量的资料和应用FAQ（且一直在世界各地技术团队的协作下不断更新）。让大家在电转系统的使用中轻松上手，实验操作无忧！