软骨细胞 siRNA转染原理及转染试剂的选择

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软骨细胞 siRNA转染原理及转染试剂的选择RNA干扰(RNA interference,RNAi)是近年来生命科学领域最为重大的发现之一。它是指小分子双链RNA可以特异性地降解同源mRNA,从而抑制或关闭特定基因表达的现象。人们只要知道了某种疾病的致病基因,就可以设计出针对该基因mRNA的小分子干扰RNA(Small interfering RNA,siRNA),抑制或封闭该致病基因的表达,从而达到治疗疾病的目的。siRNA是目前最为热门的生命科学研究领域,也是未来最有发展前途的新药开发领域。除此之外,siRNA技术还可以广泛应用于农业、林业、畜牧业和渔业等多种领域,进行良种培育、良种筛选和疾病治疗等。

siRNA导入细胞有以下几种方法:化学转染技术、电穿孔法、磷酸钙共沉淀技术、显微注射和载体导入技术。其中,化学转染技术是目前最为常用的方法,由于电转的方法对细胞损伤比较大,一般不建议选择电转。化学转染能否成功的关键在于转染试剂的选择,目前常用的转染试剂有RFect系列转染试剂、Lipo2000、RNAiMAX等。如何选择合适的转染试剂,一般可从以下几个方面考虑:

一、对siRNA有较高的转染效率。转染效率的确定,常用的是使用荧光定量PCR、荧光显微镜和流式细胞仪检测的方法。金标准无疑是检测目标基因的mRNA 水平,因为转染试剂不仅要把siRNA转染进入细胞,还应及时把转入细胞的siRNA 释放出来,发挥抑制基因表达的作用。通过荧光显微镜判断转染效率至少存在两方面的问题:1、荧光显微镜看到的荧光点可能是非特异吸附的结果;2、有些转染试剂能够将siRNA转染入细胞,但不能充分释放,导致基因抑制效率并不高。因而,判断转染试剂转染效率的金标准应该是荧光定量检测mRNA水平,仅靠观察荧光显微镜判断转染效率、选择转染试剂往往会导致误判,影响实验的进展。目前国内应用最广的转染试剂有RFect系列转染试剂、Lipo2000、RNAiMAX等,其中,Lipo2000、RNAiMAX为国外知名品牌,RFect转染试剂虽在国内生产,但实际上是在美国研发成功,拥有国际发明专利。就转染效率而言,RFect与RNAiMAX对绝大多数贴壁细胞的基因抑制效率都比较高,RFect在A549细胞中对LaminA/C的基因抑制效率可达95%,RNAiMAX在A549细胞中对LaminA/C的基因抑制效率也能到90%,与之相比,Lipo2000的抑制效率只有70%左右。显然,从转染效率上说,RFect与

RNAiMAX更具优势。

二、对待转染细胞的毒性很小。转染试剂如果毒性过大,会导致大量细胞死亡,这会直接影响对转染试验结果的判读和解析。脂质体类转染试剂本身会导致某些基因的表达改变,因而会影响转染试验结果的客观性。以上可见,应尽量选择毒性小的转染试剂。有些研究者对细胞毒性不太重视,仅仅考虑是否可将siRNA转染进入细胞,其结果在某些高水平的期刊,往往会导致审评的质疑。对于国内常见的几种转染试剂来说,RFect转染试剂主要由生物纳米材料制成,细胞毒性最低,细胞死亡率不到5%。RNAiMAX与Lipo2000属于脂质体类转染试剂,具有脂质体固有的细胞毒性,其中RNAiMAX的细胞死亡率在15%左右,Lipo2000的毒性较大,细胞死亡率在30%左右。

三、转染细胞的种类。目前常见的转染试剂包括RFect、Lipo2000、RNAiMAX 及国内其它厂家的产品,主要转染对象为贴壁培养细胞,对悬浮细胞和原代细胞的转染效率都不是非常理想。Lipo2000对原代和悬浮细胞基本上无法做到有效转染,而且因为原代细胞较驯化的细胞株敏感性更高,Lipo2000转染后的死亡率也很高。RNAiMAX在部分原代细胞中的转染效率可达60%,但细胞毒性也比较明显,我们实验室曾用之转染过血管内皮细胞,发现细胞成片死亡,导致实验无法继续。RFect 转染试剂细胞毒性较低,但转染原代细胞和悬浮细胞的效果也不是非常理想,需要选择该系列专门的原代细胞和悬浮细胞转染试剂。另外,RFect转染试剂存在有比较明显的缺点,不能用于质粒DNA的细胞转染,如果既要转染siRNA,还要转染质粒DNA,需要另外选购质粒DNA转染试剂。