转染

转染是故意将裸露或纯化的核酸引入真核细胞的过程。 它也可以指其他方法和细胞类型，尽管通常首选其他术语：转化通常用于描述细菌和非动物真核细胞（包括植物细胞）中的非病毒 DNA 转移。 在动物细胞中，转染是首选术语，因为转化也用于指在这些细胞中进展到癌变状态（癌变）。 转导通常用于描述病毒介导的基因转移到真核细胞中。

转染一词是转染和感染的合成词。 可以转染遗传物质（例如超螺旋质粒 DNA 或 siRNA 构建体）。 动物细胞的转染通常涉及打开细胞膜中的瞬时孔或孔以允许吸收物质。 转染可以使用磷酸钙（即磷酸三钙）、电穿孔、细胞挤压或通过将阳离子脂质与材料混合以产生与细胞膜融合并将其货物沉积在内部的脂质体来进行。

转染会导致靶细胞出现意想不到的形态和异常。

该术语的含义已经演变。 转染的本义是转化感染，即将感染原核生物的病毒或噬菌体的遗传物质DNA或RNA引入细胞内，引起感染。 对于细菌和古细菌细胞的工作，转染保留其作为转化的特殊情况的原始含义。 因为术语“转化”在动物细胞生物学中具有另一种含义（允许在培养物中长期繁殖的遗传变化，或获得癌细胞的典型特性），所以术语“获得性转染”对于动物细胞而言，其当前含义是细胞内的变化 由引入 DNA 引起的特性。

将外来 DNA 引入真核细胞的方法多种多样：一些依赖于物理处理（电穿孔、细胞挤压、纳米颗粒、磁转染）； 其他人依赖用作载体的化学材料或生物颗粒（病毒）。 从细菌到哺乳动物，针对各种类型的细胞和组织开发了许多不同的基因传递方法。 一般来说，这些方法可以分为三类：物理的、化学的和生物的。

物理方法包括电穿孔、显微注射、基因枪、穿刺、静水压力、连续输注和超声处理。 化学品包括脂质转染等方法，脂质转染是一种利用脂质体载体的脂质介导的 DNA 转染过程。 它还可以包括使用聚合基因载体（聚合复合物）。 生物转染通常由病毒介导，利用病毒将其 DNA 注入宿主细胞的能力。 用于递送的基因被包装到复制缺陷型病毒颗粒中。 目前使用的病毒包括逆转录病毒、慢病毒、腺病毒、腺相关病毒和单纯疱疹病毒。

物理方法在概念上是最简单的，使用一些物理手段迫使转染物质进入靶细胞的细胞核。 最广泛使用的物理方法是电穿孔，其中短电脉冲破坏细胞膜，使转染的核酸进入细胞。 其他物理方法使用不同的方法在细胞膜上戳孔：声孔作用使用高强度超声波（主要归因于气泡与附近细胞膜相互作用的空化作用），光学转染使用高度聚焦的激光形成直径约 1 µm 的孔 洞。

几种方法使用迫使核酸进入细胞的工具，即：用细针显微注射核酸； 基因枪粒子传递，其中核酸附着在重金属粒子（通常是金）上并高速进入细胞； 和磁转染，其中核酸附着在磁性氧化铁颗粒上并被磁铁驱动到靶细胞中。

流体动力学递送是一种用于小鼠和大鼠的方法，其中可以在不到 10 秒的时间内通过将相对较大体积的核酸注射到血液中来将核酸递送到肝脏； 通过这个程序，几乎所有的 DNA 都在肝脏中表达。

基于化学的转染可分为几种类型：环糊精、聚合物、脂质体或纳米颗粒。

• 成本最低的方法之一是使用磷酸钙，该方法最初由 F. L. Graham 和 A. J. van der Eb 于 1973 年发现。 含有磷酸根离子的 HEPES 缓冲盐溶液 (HeBS) 与含有待转染 DNA 的氯化钙溶液结合。 当两者结合时，带正电的钙和带负电的钙会形成细小的沉淀物