Cell culture | 細胞轉染系統簡介

細胞轉染主要有三種方法：化學轉染法(常見方法為磷酸鈣法和脂質體(liposome)轉染法)和病毒轉染法(Retrovirus, lentivirus, 及AAV)以及電轉染法(electroporation)。化學轉染法是利用不同的載體物質攜帶質粒通過直接穿膜或者膜融合的方法使得外源基因進入細胞；病毒法是利用包裝了外源基因的病毒感染細胞的方法使得其進入細胞。電穿孔法是在細胞上短時間暫時性的穿孔讓外源質粒進入。

化學轉染法

化學轉染法建議選擇簡便、實驗一致性的脂質體轉染方式，脂質體為一小型、球狀、單層膜的脂肪構造，內部可以包住外源DNA。當脂質體被放入細胞中，將會融入細胞膜，從而將內部的外源DNA釋放進入細胞中，對於真核動物細胞而言，使用陽離子的脂質體將能有效地增加轉染成功率，因為真核動物細胞對此類脂質體有更高的敏感性。此法只能做暫態轉染 (Transient transfection)基因表達。ACE Biolabs提供的脂質體轉染試劑 (ACE #CC1003 ACExFect 2000 Transfection Reagent) ，於轉染時可不必更換無血清無抗生素的培養液即可轉染。由於ACE Biolabs提供的脂質體轉染試劑對細胞毒性較低，轉染後亦不需更換培養基。

病毒轉染法

病毒轉染法是以病毒包裹外源基因後轉染目標細胞，外源基因隨機嵌入細胞基因組，經過篩選產生穩定的single cell derived clone，可產生較高的轉染效率並可穩定表現外源基因。用來建構穩定細胞株的病毒有Retrovirus, lentivirus, 以及 AAV，其中以慢病毒為最常使用。慢病毒可感染多種細胞種類，外源基因嵌入細胞基因組機率高且可持續表達外源基因。然而，病毒轉染法的前期準備較複雜，且實驗室需具有操作病毒的設備。ACE Biolabs 不僅提供慢病毒包裝服務，亦可全方位協助建構穩定細胞株。需要特別注意的是：病毒轉染法的潛在風險為無法將基因精准地插入所需位置，可能影響正常基因的表達，或是導致插入基因被異常調控，因此病毒轉染法不建議用在建構基因療法或細胞療法的細胞株中。

電轉染法

電轉染法或稱電穿孔法（Electroporation），是通過高強度的電場作用，暫態提高細胞膜的通透性，從而吸收周圍介質中的外源分子。這種技術可以將核苷酸、DNA 與RNA、蛋白、糖類、染料及病毒顆粒等轉入細胞內。使用電轉染法可省去建構病毒耗時費工的轉染時程。然而，電穿孔法缺點是昂貴的儀器設備耗材以及極低的細胞存活率。ACE Biolabs的高效電轉染平台適用於各種細胞株、包含初代細胞、昆蟲細胞、幹細胞以及免疫細胞，電轉染後的細胞存活率高達 80% 以上，除了可將外源基因送入細胞中之外，mRNA、siRNA、Proteins、Cell Lysates皆可為轉染材料。ACE Biolabs的高效電轉染平台可更有效且精準地對細胞進行編輯。特別適用於建構基因療法或細胞療法的細胞株，例如 Stem cells, T-cells 以及 NK cell，可大大加速細胞療法的進程。

轉染系統 Transfection system	化學轉染法	病毒轉染系統	電轉染系統
常見方法	磷酸鈣法脂質體(liposome)	Retrovirus, lentivirus, AAV	搭配電轉染儀器
適用細胞株	常見細胞株	大多數細胞株	任何細胞株、包含初代細胞、昆蟲細胞、幹細胞、免疫細胞
外源基因表現模式	Transient	Transient ( Adenovirus) or stable (Retrovirus, lentivirus & AAV)	Transient or stable
轉染材料	DNA	dsDNA (Adenovirus), ssRNA (Retrovirus & lentivirus), or ssDNA (AAV)	DNA、mRNA、siRNA、Proteins、Cell Lysates
轉染效率	5%~60%	~10⁶/ml MOI	>80%
建構穩定細胞株所需時程	不適用	3-6個月	2個月