DNA和siRNA轉(zhuǎn)染是細胞生物學(xué)最常見的實驗之一。對于此類核酸轉(zhuǎn)染實驗,轉(zhuǎn)染試劑的選擇尤為重要。從嚴格的專業(yè)角度看,由于DNA和siRNA在分子大小、載電荷以及分子構(gòu)型方面存在較大差異,DNA轉(zhuǎn)染最好選擇專門的DNA轉(zhuǎn)染試劑,siRNA轉(zhuǎn)染最好選擇專門的siRNA轉(zhuǎn)染試劑。但有些研究者需要將兩者同時或先后轉(zhuǎn)入細胞,也有些研究者經(jīng)費不夠?qū)捲?,出于實驗需求,這些研究者都希望配置一款既能轉(zhuǎn)染DNA又能轉(zhuǎn)染siRNA的轉(zhuǎn)染試劑。
目前,市場上既能高效轉(zhuǎn)染siRNA又能高效轉(zhuǎn)染DNA的轉(zhuǎn)染試劑非常之少。其中,Lipo3000(Lipofectamine3000)是國際公認的既可轉(zhuǎn)染siRNA又可轉(zhuǎn)染DNA的權(quán)威品牌,Starvio DNA&siRNA是海歸科學(xué)家研發(fā)的較為知名的國產(chǎn)品牌,擁有核心知識產(chǎn)權(quán),采用可降解生物納米材料配制而成。Starvio DNA&siRNA與Lipo3000相比,各自的性能特點如何,本文擬從轉(zhuǎn)染性能、毒性和操作簡便性三個方面簡述如下。
一、轉(zhuǎn)染性能
轉(zhuǎn)染性能是研究者在選擇轉(zhuǎn)染試劑時最為關(guān)注的指標。一款轉(zhuǎn)染試劑無論對于普通的細胞株還是難轉(zhuǎn)染的細胞,都具有不錯的轉(zhuǎn)染效率才能成為研究者的“實驗好搭檔”。
? 在普通細胞株中的轉(zhuǎn)染
Hela細胞是實驗室常用的宮頸癌細胞株,由于具有無限增殖的特性,常被用于腫瘤研究、細胞轉(zhuǎn)染等實驗中。在驗證轉(zhuǎn)染試劑性能時,也常將這種細胞株用于質(zhì)量控制。我們使用Starvio DNA&siRNA和Lipo3000分別轉(zhuǎn)染Cy3-siRNA到Hela細胞中,并于24h在熒光顯微鏡下觀察轉(zhuǎn)染效率,結(jié)果顯示兩款轉(zhuǎn)染試劑對siRNA的轉(zhuǎn)染陽性率均達到了90%以上(圖A和B)。
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圖A Starvio DNA&siRNA轉(zhuǎn)染Cy3-siRNA于Hela細胞,24h |
圖B Lipo3000轉(zhuǎn)染Cy3-siRNA于Hela細胞,24h |
在進行DNA轉(zhuǎn)染性能比較時,我們選取了AAV-293細胞。AAV-293是進行病毒包裝和重組蛋白表達較為常用的工程細胞,我們使用Starvio DNA&siRNA和Lipo3000分別轉(zhuǎn)染GFP質(zhì)粒到AAV-293細胞中,48h觀察兩組轉(zhuǎn)染效率。結(jié)果顯示,Starvio DNA&siRNA和Lipo3000在AAV-293細胞中的轉(zhuǎn)染陽性率非常相近,均達到了90%以上(圖C和D),而Starvio DNA&siRNA的細胞熒光似乎更為強烈。
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圖D Lipo3000轉(zhuǎn)染GFP質(zhì)粒于AAV-293細胞,48h |
圖C Starvio DNA&siRNA轉(zhuǎn)染GFP質(zhì)粒于AAV-293細胞,48h |
? 在較難轉(zhuǎn)染的原代細胞中的表現(xiàn)
為了進一步探究Starvio DNA&siRNA和Lipo3000的轉(zhuǎn)染實力,我們在較難轉(zhuǎn)染的原代細胞中也進行了實驗。同樣,我們將siRNA和質(zhì)粒DNA分別轉(zhuǎn)入原代肺癌細胞中,在24h及48h觀察其轉(zhuǎn)染結(jié)果。由于實驗中,使用Lipo3000的實驗組對原代肺癌細胞的毒性稍大,細胞死亡率較高,因此主要以Starvio DNA&siRNA的轉(zhuǎn)染結(jié)果來和大家做個分享。根據(jù)熒光圖顯示,在原代肺癌細胞中,Starvio DNA&siRNA對質(zhì)粒的轉(zhuǎn)染陽性率可達85%,對siRNA的轉(zhuǎn)染陽性率可達90%(圖E和圖F)。這樣的轉(zhuǎn)染結(jié)果其實是非常難得的,對于經(jīng)常與原代細胞打交道的研究者們來說也是一個好消息。我們都知道,原代細胞是直接從機體分離培養(yǎng)的細胞,細胞膜相對較厚,而且表面有許多微絨毛和微細突起,這些結(jié)構(gòu)會影響轉(zhuǎn)染試劑與細胞膜的結(jié)合,從而降低轉(zhuǎn)染效率。由于原代細胞對環(huán)境毒性較為敏感,在進行轉(zhuǎn)染實驗時,細胞的死亡率也會大大高于普通細胞株。因而,原代細胞的轉(zhuǎn)染存在較大的難度,研究者往往很難尋找到一款理想的轉(zhuǎn)染試劑。
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圖E Starvio
DNA&siRNA轉(zhuǎn)染GFP質(zhì)粒于原代肺癌細胞,48h |
圖F Starvio
DNA&siRNA轉(zhuǎn)染Cy3-siRNA于原代肺癌細胞,24h |
二、細胞毒性
為了比較Starvio DNA&siRNA和Lipo3000的細胞毒性,我們在原代大鼠主動脈平滑肌細胞中進行了小核酸NC-FAM轉(zhuǎn)染。結(jié)果顯示,Starvio DNA&siRNA轉(zhuǎn)染后的細胞死亡率只有5%左右,與空白對照的細胞死亡率幾乎一致,這說明Starvio DNA&siRNA的細胞毒性極低,可能與其成分主要為可降解生物材料有關(guān)。使用Lipo3000進行轉(zhuǎn)染,細胞死亡率約在10%左右,比Starvio DNA&siRNA略高??傮w而言,兩款轉(zhuǎn)染試劑的細胞毒性都不算太高,研究者并不需要擔心因細胞毒性太大而對實驗結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。如果是對毒性較為敏感的細胞株或原代細胞,使用Starvio DNA&siRNA轉(zhuǎn)染效果可能更為理想。
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圖G Starvio DNA&siRNA轉(zhuǎn)染NC-FAM于原代大鼠主動脈平滑肌細胞24h明場圖 |
圖H Starvio
DNA&siRNA轉(zhuǎn)染NC-FAM于原代大鼠主動脈平滑肌細胞24h熒光圖 |
三、操作簡便性
轉(zhuǎn)染試劑的操作簡便性主要看二個方面,一方面看在實驗過程中是否需要頻繁的換液,另一方面看是否需要購買其它的配套試劑。使用Starvio DNA&siRNA,在制備轉(zhuǎn)染復(fù)合物時,只需要加入實驗室常備的1640或DMEM即可,不需要購買轉(zhuǎn)染試劑以外的其它試劑,沒有額外花費。使用Lipo3000,在制備轉(zhuǎn)染復(fù)合物時,則需要加入Opti-MEM? I減血清培養(yǎng)基,該試劑需要另外購買。換液方面,使用Starvio DNA&siRNA,在轉(zhuǎn)染復(fù)合物加入細胞培養(yǎng)孔之后6小時,細胞生長狀態(tài)良好,并不需要換液,這顯然與Starvio DNA&siRNA的細胞毒性較低有關(guān)。使用Lipo3000,在轉(zhuǎn)染復(fù)合物加入細胞培養(yǎng)孔之后6小時左右,建議最好更換新鮮的培養(yǎng)基。
總體而言,Starvio DNA&siRNA具有非常優(yōu)異的DNA和siRNA轉(zhuǎn)染性能,完全可以媲美Lipo3000。對于一些對細胞毒性較為敏感的細胞株或原代細胞,使用Starvio DNA&siRNA轉(zhuǎn)染效果可能更為理想。對于一些希望控制研究經(jīng)費的研究者,Starvio DNA&siRNA也是一個比較理想的選擇。