將基因導入哺乳動物細胞的方法有多種,效率也不盡相同,可根據具體情況選擇應用。 這里介紹幾種常用的方法:
該轉化方法是動物細胞轉化中經典而又簡單的方法。具體做法大致是∶將待轉化的 DNA溶解在磷酸緩沖液中,加入CaCl2溶液混勻,形成磷酸鈣微結晶與DNA的共沉淀物,滴入細胞培養皿中,37℃保溫4~16 h,磷酸鈣晶體局部溶解膜結構,DNA便可以進入受體細胞細胞核,并整合到宿主染色體上;棄去 DNA溶液,加入新鮮培養基,繼續培養7天即可篩選轉化株。在外源DNA中摻入少量的受體細胞內源性DNA,可以提高轉化效率。這種方法多數用于單層培養的細胞,也可用于懸浮培養的細胞。
磷酸鈣沉淀法具有操作簡便、成本低廉、可大批量轉染、對細胞毒性較小、效果穩定等優點。但其轉染效率較低,對較長(>20kb)的DNA片段效果更差,應用甘油或DMSO對受體細胞進行休克,轉染效率會得到一定程度提高。
這種方法即用脂質體包埋核酸分子,然后將其導入細胞。脂質體是一種人工構建的磷脂雙分子層膜,用于轉移DNA較理想的膜成分是帶負電荷的磷脂酰絲氨酸。利用該方法曾將外源基因成功地導入了小鼠的淋巴細胞和HeLa細胞。
脂質體介導法的優點是效果穩定、感染效率高(比磷酸鈣沉淀法高5~100倍);其缺點是成本較高、對外源基因長度有一定限制、細胞內積累的脂類對細胞有一定的毒性。
顯微注射法是創造轉基因動物的有效途徑。其技術關鍵如下:①外源基因的制備;②收集受精卵;③顯微注射;④受精卵移植。
顯微注射法的優點是:①此法可向任何類型細胞導入外源基因,甚至可向受精卵或早期胚胎中導入外源基因;②DNA用量極少,每個細胞僅需10-11 ml的注射體積;③注入細胞的DNA分子數可加以控制;④外源DNA整合到宿主細胞染色體組中的效率可達50%~100%,獲得穩定轉化系的比例也可達20%。此法的缺點是其設備要求離,且很昂貴。
通過病毒感染的方式將外源基因導入動物細胞內,是一種常用的轉基因方法,例如現在常用的腺病毒、慢病毒和AAV等。這種方法具有定向性好、實驗重復性佳、導入效率高等優點。但也存在一定的缺陷,如目前常用的載體宿主范圍有限,往往無法感染一些具有重要經濟價值的家禽和牲畜細胞等。
將待轉化的DNA溶解于受體細胞懸浮液中,然后加入電擊轉化儀的樣品槽內,兩端施加瞬時高壓電場,使細胞膜產生細小的縫隙,此時DNA片段便可不經過胞飲作用直接進入受體細胞。電擊法常用于對磷酸鈣共沉淀法無效的細胞類型,如生長在懸浮液中的淋巴細胞等。
血影細胞是指哺乳動物的紅細胞在外部壓力環境下發生溶血,血紅蛋白大量溢出,最后形成僅被細胞膜包裹的細胞結構。在溶血過程中,紅細胞膜的通透性大增,在血紅蛋白溢出的同時,外源DNA也容易進入。當上述外界條件消失后,紅細胞膜又可恢復原來的通透性。因此,可先將外源DNA轉入血影細胞,然后再將血影細胞與受體細胞在適當條件下發生細胞融合,從而將外源DNA轉入受體細胞。
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