细胞转染技术基础知识科普

细胞转染是将外源 DNA 或 RNA 导入目标细胞的技术，在基因表达研究、功能探究、药物开发等生命科学领域应用广泛，是揭示细胞机制、推动科研与应用的核心工具。

一、细胞转染的核心类型

（一）按转染效果分类

瞬时转染

外源 DNA 或 RNA 进入细胞后，能在短时间内高效表达，但无法随细胞传代持续稳定存在。通常通过化学转染试剂（如脂质体）或物理方法（电穿孔、显微注射等）实现，适合快速获得目标蛋白或短期基因表达研究。

稳定转染

外源 DNA 整合至宿主细胞基因组，经药物筛选后，可在细胞分裂、传代过程中持续存在并表达。能用于构建稳定表达特定基因的细胞株，实现长期基因表达。

（二）按技术手段分类

转染方法分为物理法、化学法、生物法，不同方法原理、特点与应用场景不同：

1. 物理法：借助物理作用介导转染

电转：用电脉冲使细胞膜瞬时通透，让外源 DNA/RNA 进入细胞。

特点：不引入外源物质，但需专用仪器（电转仪），且不同细胞需优化转染条件；

应用：大规模蛋白表达、抗体细胞株构建。

基因枪：用高速微粒冲击将外源 DNA 送入细胞。

特点：机械损伤较大，需专用仪器；

应用：特定细胞的转染。

显微注射：通过显微镜和注射器，直接将外源核酸注入目标细胞。

特点：适合单个或少量细胞操作，对实验人员手法要求高；

应用：单细胞定点基因编辑

2. 化学法：利用化学物质介导转染

阳离子脂质体：阳离子脂质体的正电荷与带负电的核酸 / 蛋白质形成复合物，经胞吞进入细胞后释放外源物质。

特点：操作简单、成本低，能在多种细胞中有效转染，但有一定细胞毒性，对原代细胞或难转染肿瘤细胞转染效率低；

应用：实验室常用转染方法，可用于瞬时转染、细胞株构建。

阳离子聚合物：带正电的聚合物与带负电的磷酸基团形成复合物，通过与细胞表面负电成分互作、内吞进入细胞。

特点：操作简单、转染效率高、细胞毒性低，适合大规模操作；

应用：病毒载体生产、蛋白表达、科研常用细胞系转染。

磷酸钙：磷酸钙 - DNA 复合物吸附细胞膜后，被细胞内吞。

特点：成本低、操作简单，但转染重复性差，对难转染细胞效率低；

应用：常规细胞转染。

3. 生物法：利用病毒载体介导转染

病毒介导法：将外源基因插入病毒载体，包装成病毒后感染细胞，将目的基因带入细胞。

特点：转染效率高，但需提前包装病毒，实验周期长、难度高；

应用：难转染细胞转染、稳转细胞株构建。

二、细胞转染的应用价值

细胞转染是生命科学研究的关键技术，可用于：

基因表达分析：探究基因在细胞内的表达模式；

蛋白质功能研究：通过转染实现目标蛋白表达，解析其功能；

基因编辑：对基因组进行定点修饰；

药物开发：筛选药物作用靶点、评估药物效果等。

总结

细胞转染方法多样，不同方法各有特点与适用场景。选择转染方法时，需结合细胞类型（如原代细胞、肿瘤细胞）、研究目的（如短期表达、稳转株构建）等因素，系统评估转染条件，以保障实验效果。