現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究證明，疾病的發(fā)生是一個極其復(fù)雜的過程。在這個過程中,基因的抑制、過度表達(dá)或突變都可導(dǎo)致疾病的發(fā)生。特別在腫瘤的治療領(lǐng)域，基因治療已成為攻克和治愈腫瘤最具希望和挑戰(zhàn)的方法。基因治療是將具有正常功能的或者治療作用的基因，通過特定的方式導(dǎo)入靶細(xì)胞，從而達(dá)到治療疾病的目的。在基因治療的實(shí)施過程中，除了尋找有效的治療基因外，還必須選擇合適的基因載體及基因?qū)敕椒?使一定量的目的基因能夠進(jìn)入靶細(xì)胞進(jìn)行安全、有效、可控且穩(wěn)定的表達(dá)。目前，應(yīng)用于基因治療研究的載體主要分成兩大類:病毒性載體和非病毒載體。

病毒具有天然嗜性﹐能夠自然感染細(xì)胞，將它們攜帶的基因轉(zhuǎn)移到宿主細(xì)胞中,因此轉(zhuǎn)導(dǎo)效率比較高，目前基因療法中很多都使用了病毒載體，并已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。現(xiàn)使用的病毒主要有逆轉(zhuǎn)錄病毒﹑腺病毒、腺相關(guān)病毒等。非病毒基因載體在基因轉(zhuǎn)染與表達(dá)的效率上沒有病毒載體高，但他們具有獨(dú)特的優(yōu)勢，如低毒性、低免疫原性﹑無傳染性﹑合成制備方便、結(jié)構(gòu)靈活可控,已經(jīng)得到研究者的廣泛應(yīng)用，其中陽離子聚合物是最主要的且研究最廣泛的非病毒基因載體之一。

聚乙烯亞胺是目前研究最廣泛的陽離子聚合物非病毒基因載體，它是由單體(-CH,CH,-NH-)構(gòu)成的具有伯胺﹑仲胺和叔胺基團(tuán)的水溶性聚合物。PEI單體中每3個原子含1個氮，并構(gòu)成同的胺基。這些胺基的pKa值不同，使 PEI在較寬的pH范圍均可以被質(zhì)子化,這是PEI有較強(qiáng)的結(jié)合DNA和黏附細(xì)胞并作為基因轉(zhuǎn)導(dǎo)載體的重要原因。

分子量是決定其轉(zhuǎn)染效率重要因素，高分子量的PEI具有高效的基因轉(zhuǎn)染效率，但因?yàn)槠浯罅空姾傻拇嬖谝约胺巧锝到庑裕梢詫?dǎo)致細(xì)胞膜去穩(wěn)定化，顯示出較大的細(xì)胞毒性，低分子量的PEI(低于2kDa)毒性低，但基因轉(zhuǎn)染效率也隨之降低。在HeLa、COS7、293T和CHO四種細(xì)胞上評價交聯(lián)PEI作為基因載體體外轉(zhuǎn)染pGL3的效率。發(fā)現(xiàn)二硫鍵含量和PEI分子量大小決定了轉(zhuǎn)染效率。

枝狀的?800 kD PEI?是首次報道的可用于多種細(xì)胞轉(zhuǎn)染的試劑，枝狀的?25 kD PEI（25B）用于?HEK293?細(xì)胞大規(guī)模瞬時轉(zhuǎn)染，其轉(zhuǎn)染效率較枝狀2 kD、600 kD、800 kD?或線狀?22 kD PEI（22L）的高。

有研究報道，比較了 3 種商品化的 PEI 轉(zhuǎn)染試劑 25 kD LPEI、40 kDPEI-Max、PEI pro，轉(zhuǎn)染 HEK293 和 CHO 細(xì)胞，PEI pro 的轉(zhuǎn)染效率低于 25 kD LPEI、40 kD PEI-Max，PEI pro 的毒性最強(qiáng)。經(jīng)過優(yōu)化，PEI-Max 的表達(dá)量優(yōu)于 25 kD LPEI。

PEI?介導(dǎo)的瞬時轉(zhuǎn)染中?DNA?和?PEI?比例一般為1:2 ~ 1:3（W/W），提高轉(zhuǎn)染試劑比例會提高轉(zhuǎn)染效率，但是隨之細(xì)胞毒性也會增加。另外轉(zhuǎn)染時的細(xì)胞密度、DNA-PEI聚合物的大小、培養(yǎng)基的組成等都會影響轉(zhuǎn)染效果。

陽離子脂質(zhì)體易穿透細(xì)胞膜，轉(zhuǎn)染效率要明顯高于其他轉(zhuǎn)染試劑，因而也廣泛用于瞬時轉(zhuǎn)染，但因其化學(xué)合成不易，商業(yè)化常用的脂質(zhì)體如?Lipofectamine 價格較高，遠(yuǎn)貴于其他化學(xué)轉(zhuǎn)染試劑，因此只適合于小量瞬時轉(zhuǎn)染。

目前最常用的脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染體系是將陽離子脂質(zhì)體與 DNA 溶液混合，以形成 DNA 夾在脂質(zhì)雙分子層之間的結(jié)構(gòu)。HEK293 細(xì)胞是非常適合進(jìn)行瞬時轉(zhuǎn)染的細(xì)胞，很容易接收外來 DNA，在合適的轉(zhuǎn)染條件下，脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染效率可達(dá) 80% 以上， 使用商品化羅氏的 FuGene HD 或者Invitrogen 的 Lipofectamine2000 的轉(zhuǎn)染效率甚至可達(dá)90% 以上。但是傳統(tǒng)的 CHO 細(xì)胞的轉(zhuǎn)染效率相對較低，只有 40% ~ 60%。

Thermo Fisher?公司新開發(fā)的Expi293F?和?ExpiCHO?瞬時轉(zhuǎn)染系統(tǒng)的轉(zhuǎn)染效率和表達(dá)量有了較大的提升，但是商品化的轉(zhuǎn)染試劑盒培養(yǎng)基價格較貴，不太適用于產(chǎn)業(yè)化放大。

因此，目前PEI轉(zhuǎn)染試劑，價格實(shí)惠深受廣大科研伙伴的熱愛。重點(diǎn)是超級便宜！！！便宜到什么程度呢？偷偷告訴你：據(jù)說一次可配1L的量！1L？？天啊，怎么能用的完？如此便宜實(shí)惠的轉(zhuǎn)染試劑該如何操作呢？

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