研究人员掌握多种基因递送技术，可将质粒 DNA、siRNA 或双链 RNAi、寡核苷酸和 RNA 导入真核细胞，用于各种研究和药物发现应用。下表对这些技术进行了回顾。

使用阳离子脂质体进行脂质体递送

工作原理：

DNA、siRNA 或寡核苷酸与转染试剂
（市售）在不同试管中进行稀释。



合并 DNA 与转染试剂以形成复合物。
阳离子脂质体上的正电荷与核酸上的磷酸盐骨架结合。



将复合物加入细胞中。阳离子脂质体上的正电荷有助于复合物与膜结合。



复合物通过内吞作用进入细胞。



对基因表达或沉默进行测定。

优点

  • 商品化的产品，提供可重现的结果
  • 适用于广泛的细胞系
  • 高效率和表达性能
  • 实验方案快速简单，无需更换培养基

缺点

  • 可能需要优化 — 一些细胞系对阳离子脂质体较为敏感
  • 一些细胞系不易使用阳离子脂质体进行转染

病毒递送

工作原理：

通过基因克隆、细胞培养、病毒分离以及克隆表征
生成重组病毒。



制备和纯化高滴度病毒载体。



以适当的感染复数 (MOI) 感染细胞（包含病毒受体）。



去除病毒和/或添加新鲜培养基。



对基因表达或沉默进行测定。

优点

  • 对于难以转染的细胞类型效果良好

缺点

  • 生成重组病毒在技术上具有挑战性且耗时
  • 要转染的细胞系必须包含病毒受体
  • 安全注意事项

通过电穿孔递送

工作原理：

让细胞悬浮于电穿孔缓冲液中，使其做好准备。
在专用缓冲液和 DNA 存在的情况下对细胞施以电脉冲。



电脉冲会在膜的两边形成电位差并引发
细胞膜临时穿孔，以便 DNA 进入



细胞恢复到生长条件。



对基因表达或沉默进行测定。

优点

  • 对难以转染的细胞类型效果良好

缺点

  • 需要仪器
  • 需要优化电脉冲和场强参数
  • 需要明显更多的细胞操作
  • 可能观察到高毒性水平
  • 可能对细胞膜造成不可逆的损伤并使细胞裂解

通过其他化学方法递送，即磷酸钙沉淀、DEAE-右旋糖酐、聚凝胺

工作原理：

制备溶液。混合氯化钙（在磷酸盐缓冲液中）和 DNA。



让含有浓缩 DNA 的极小不溶性微粒沉淀



CaPO 4：在细胞培养物中加入复合物并孵育。
复合物粘附到细胞膜上，并通过内吞作用进入细胞质。



DEAE-右旋糖酐和聚凝胺：
使用 DMSO 或甘油通过渗透压休克法递送复合物。 
带正电荷的聚合物复合物与带负电荷的 DNA 分子合力使复合物结合到细胞表面。



从细胞中去除复合物，洗涤，然后添加新鲜培养基。



对基因表达或沉默进行测定。

优点

  • 试剂成本低廉

缺点

  • 需要细心制备试剂 — CaPO4 溶液对 pH 较为敏感
  • DEAE-右旋糖酐仅限于瞬时转染
  • 细胞毒性
  • 重现性可能有问题
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