Scientific Reports：一种提高转染效率的简便方法

　　

对于一个成功的细胞生物学实验来说，转染那是必不可少的。通常比较受欢迎的方法是利用阳离子脂质体或聚合物来转染。这些试剂与DNA形成络合物，进而压缩DNA使其被细胞内吞。它们的正电荷有助于克服带负电荷的DNA骨架与细胞膜之间的排斥。

与病毒和物理方法相比，化学转染方法虽然简便经济，但效率不高，毒性较大，而且对3D细胞培养的效果不理想，因为试剂无法接触到内部的细胞。如今，威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员将转染试剂与矿物质包被的微粒（MCM）相结合，提高了DNA转染的效率。

这项研究由William Murphy领导。他的团队之前已证实，利用细胞培养底物的矿物质包被，他们能提高原代细胞的转染效率。这让他们想到，MCM也许能够更好地与DNA复合物结合，从而提供转染效率。

于是，研究人员将包被了磷酸钙的微粒添加到质粒DNA与阳离子脂质体的复合物中。他们发现，当这种复合物转染2D培养的人原代成纤维细胞时，转染效率较原先提高了4倍。剖析这背后的原因，矿物质包被起了很大的作用。

在提高转染效率的同时，MCM介导的化学转染也大大提高了细胞存活率。在实验中，利用最高浓度的质粒DNA转染时，细胞存活率只有20%，而在添加MCM之后，细胞存活率上升到70%左右。

研究人员发现，MCM也能提高反向转染的效率。对于某些难以转染的细胞，如人胚胎干细胞（hESC），这种方法的效果要优于常规的转染。

对于细胞聚集物的3D培养模型，质粒DNA与阳离子脂质体的复合物的转染效果不佳。不过，当这种复合物经MCM处理后，再与细胞混合然后聚集，所产生的聚集物表现出均一的GFP表达。

考虑到矿物质包被在提高化学转染效率上发挥积极作用，研究小组计划对包被的组成开展进一步的研究，以了解在转染过程中如何增强对DNA脂质体复合物的吸收和呈递能力。（生物通 薄荷）

原文检索

Andrew S. Khalil, Xiaohua Yu, Angela W. Xie, Gianluca Fontana, Jennifer M. Umhoefer, Hunter J. Johnson, Tracy A. Hookway, Todd C. McDevitt & William L. Murphy. 2017. Functionalization of microparticles with mineral coatings enhances non-viral transfection of primary human cells. Scientific Reports 7, Article number: 14211 (2017) doi:10.1038/s41598-017-14153-x