細胞轉染是指將外源分子如DNA，RNA等導入真核細胞的技術,它是研究基因表達調控，突變分析等的常規工具。細胞轉染分為瞬時轉染和穩定轉染。瞬時轉染是指外源基因進入受體細胞后，存在于游離的載體上，不整合到細胞的染色體上。穩定轉染是指DNA整合到宿主細胞的染色體中。

細胞轉染途徑

（一） 物理介導：電穿孔法、顯微注射、基因槍

1. 電穿孔法：

電穿孔靠脈沖電流在細胞膜上打孔而將核酸導入細胞內。本法需用特殊設置（電穿孔儀），把懸浮狀態的受體細胞和供體DNA共同放入皿中（或杯中），再施以高壓電脈沖，能夠促進DNA通過細胞膜而進入胞內，并可整合到細胞的DNA中，使細胞發生轉化。若轉移的DNA為帶有選擇標記基因的質粒，也可在選擇培養基中進行鑒定。

優點：轉染效率較高

缺點：

    1）需要昂貴的儀器（電穿孔儀）

    2）對細胞的損害較大，每次轉染需要更多的細胞和DNA

    3）每種細胞電轉的條件都需要進行多次優化：電脈沖和場強的優化對于成功的轉染非常重要，因為過高的場強和過長的電脈沖時間會不可逆轉地傷害細胞膜而裂解細胞。

2. 顯微注射

本法是借助顯微注射器直接把DNA注射入核內，使之發生整合入受體細胞基因組中的技術。本技術需要有嚴密無菌的凈化室，以免敞開操作污染，同時要能有自動拉針儀以制備顯微針，一般用手動拉針器拉制時要能使針末端有一個0.6cm長的細部，太長易折斷，針尖開口為2-3μm間，針口小于1μm更佳，針尖開口大于5μm易刺傷細胞。

優點：轉染效率較高，可用于穩定轉染和瞬時轉染。

缺點：在導入DNA時需要一個細胞一個細胞注射，不適合大量轉染細胞研究的需要。適用于制備轉基因動物

3. 基因槍

基因槍依靠攜帶了核酸的高速粒子而將核酸導入細胞內。可以將大分子導入細胞。

（二）化學介導：磷酸鈣共沉淀法、脂質體轉染方法、多種陽離子物質介導

1. 磷酸鈣共沉淀法

磷酸鈣被認為有利于促進外源DNA與靶細胞表面的結合。氯化鈣+DNA+磷酸緩沖液按一定的比例混合，形成極小的磷酸鈣-DNA復合物沉淀黏附在細胞膜表面，借助內吞作用進入細胞質。沉淀顆粒的大小和質量對于轉染的成功至關重要。

優點：能用于任何DNA導入哺乳類動物，瞬時轉染和穩定轉染都可以。

缺點：

    1）轉染效率低：進入細胞的DNA只有1%-5%可以進入細胞核，其中只有不到1%的DNA可以與細胞DNA整合，在細胞中進行穩定表達。

    2）重復性不佳：pH值、鈣離子濃度、DNA濃度、沉淀反應時間、細胞孵育時間乃至各組分加入順序和混合的方式都可能對結果產生影響。

在實驗中使用的每種試劑都必須小心校準，保證質量，因為甚至偏離最優條件的十分之一pH都會導致轉染失敗。

2. 脂質體轉染

中性脂質體是利用脂質膜包裹DNA，借助脂質膜將DNA導入細胞膜內。帶正電的陽離子脂質體則不同，DNA并沒有欲先包埋在脂質體中，而是帶負電的DNA自動結合到帶正電的脂質體上，形成DNA-陽離子脂質體復合物，從而吸附到帶負電的細胞膜表面，經過內吞被導入細胞。

脂質體（lipofectin regeant，LR）試劑是陽離子脂質體N-[1-2,3-Dioleyoxy,Propyl]-n,n,n-Trimethylammonium Chloride(DOTMA)和Dioleoyl photidye-thanolamine（DOPE）的混合物[1:1(w/w)]。

脂質體轉染的特點：

1）適用于把DNA轉染入懸浮或貼壁培養細胞，可用于瞬時轉染和穩定轉染。

2）轉染效率高，比磷酸鈣法高5-100倍。

3）能夠把DNA盒RNA轉染到各種細胞。

4）轉染的穩定性好，可重復性高。

5）轉染時最好不加血清和抗生素。

6）陽離子脂質體細胞毒性相對較高，對部分細胞可能會干擾細胞的代謝。

3. 多種陽離子物質介導

DEAE-葡聚糖介導的轉染，原理尚不清楚，可能是通過內吞噬作用而使DNA轉導進入細胞核，此法只適合暫時轉染實驗。不適用與穩定轉染，轉染時要除去血清。

（三）生物介導：原生質體轉染、病毒介導的轉染

病毒介導的轉染，以病毒作為載體，通過病毒感染的方式將外源DNA導入到細胞中，其中以逆轉錄病毒及腺病毒轉染體系最為常用。

優點：整合效率高，可使外源基因在宿主細胞中長期表達。適用于難以轉染的原代細胞。

缺點：存在潛在的安全危險性。

1. 逆轉錄病毒介導的轉染

此系統包括重組逆轉錄病毒載體和包裝細胞兩個部分。當逆轉錄病毒載體進入包裝細胞系時，載體基因就被包裝形成完整的病毒顆粒，于是包裝細胞系就成了制造病毒載體的生產細胞系。將靶細胞與生產細胞系共同培養或是收集含有載體病毒的生產細胞系上清液與靶細胞一起孵育，即可有效地進行基因轉移。可以有效地整合入靶細胞基因組并穩定持久地表達所帶的外源基因。

優點：

    1）轉染譜廣，可感染包括人體在內的多種動物細胞類型

    2）一次可感染大量細胞，轉染率可高達100%

    3）轉染的基因能夠準確整合到宿主細胞基因組中，整合率高，且能長期有效表達。

缺點：

    1）載體的滴度較低

    2）只能整合表達至分裂相細胞

    3）容納的外源基因量較少，不利于較大基因的插入（<8kb）

2. 腺病毒載體的特點

    1）在增殖和非增殖細胞中感染和表達基因

    2）能有效進行增殖，滴度高

    3）不整合到染色體中，一般用于瞬時轉染

理想的細胞轉染

1. 轉染效率高，不影響細胞正常生理活動

2. 細胞毒性小

3. 重復性好

4. 安全

5. 方法簡單

6. 省時，經濟

轉染試劑：

Lipofectamine® 2000轉染試劑（Invitrogen）

DNA轉染試劑EntransterTM-H-4000（Engreen）

RNA轉染試劑EntransterTM-R-4000（Engreen）

ViaFect™ Transfection Reagent（Promega）

FuGENE® HD Transfection Reagent（Promega）

FuGENE® 6 Transfection Reagent（Promega)