干细胞和神经细胞转染利器｜且看jetOPTIMUS如何解决难转染细胞问题

2022-05-19 03:38:54, PolyPlus

上一期我们介绍了jetPRIME^®，基于阳离子聚合物的通用型转染试剂，可用于DNA/siRNA转染。

jetPRIME^®的优势

转染效率高，细胞活率高
操作更加便捷可以兼容血清和抗生素，转染前后不用换液
经济高效，质粒用量和转染试剂用量小

有时候我们会遇到一些难转染的细胞，有没有更好的方法呢？

我们有两个方案推荐给您。

方案一） jetOPTIMUS®: 最佳的DNA转染试剂

通常，贴壁细胞（如肿瘤细胞系等）比悬浮细胞（如淋巴细胞等）容易转染；增殖速度快的细胞比处于静止期的细胞容易转染；而细胞系比原代细胞更易转染。

为了提高转染效率，我们开发了最新代DNA转染试剂jetOPTIMUS^®针对各种难转染原代细胞和细胞系，如干细胞，原代细胞，神经细胞及iPSC等，都能达到很高的转染效率; 提高转染效率的同时，jetOPTIMUS^®还具有高性价比，使用更少量的转染试剂和DNA。

转染效率极高优于主要的竞争者

按照标准操作手册在几种细胞系上进行转染

更少的转染试剂和DNA用量

同样，基于阳离子聚合物 jetOPTIMUS^®还具有毒性小、细胞活率高和操作方便兼容血清抗生素，转染前后无需换液等优点

非常温和能够保持良好的细胞活率和细胞形态

按照标准操作手册在Vero细胞上进行转染

方案二）对于难转染细胞，我们还可以选择mRNA转染

DNA转染要穿过两层屏障，而mRNA转染只需要穿过一层屏障，不需要穿过核膜，对细胞比较温和；且mRNA输送无需进入细胞核，与DNA转染相比，消除了基因组整合的风险。

DNA 转染 = 2层屏障，mRNA 转染 = 1层屏障

jetMESSENGER^® mRNA转染试剂mRNA比DNA转染更加高效，是难转染细胞的绝佳选择

jetMESSENGER^® 用于难转染细胞的mRNA转染，效率高于主要的DNA转染试剂

Fig. 1. jetMESSENGER^® 转染效率优于主要的DNA转染试剂竞争者。按照厂商建议条件在不同细胞中转染编码eGFP的mRNA (5meC, pseudo-uridine, Trilink™) 或DNA。转染24小时后用FACS检测转染效率。

jetMESSENGER^® 在难转染细胞中非常高效，相比于其他mRNA转染试剂

Fig. 2. jetMESSENGER^®相比主要竞争者有更高的转染效率。在不同的难转染细胞系中按照厂家建议条件使用 jetMESSENGER^® or Lipofectamine^® MessengerMAX™转染eGFP mRNA (5meC, pseudo-uridine, Trilink™)。转染后24小时用FACS检测转染效率。

案例分析

用于神经细胞的转染实验步骤优化

简介

原代神经细胞的有效转染对进行基因功能研究以解决有关大脑发育，遗传学和疾病机制等许多神经生物学问题至关重要。基于化学的转染方法是确保可重复的原代神经细胞中DNA和mRNA递送的最容易的递送方法。为了保证成功的转染，考虑原代神经细胞对其微环境变化的敏感性，例如空气暴露，温度或pH变化，其有限的寿命（通常为数天至数周）以及它们分裂不活跃的事实至关重要。在这里，我们提供了有效转染最常用的神经原代细胞的建议，包括原代小鼠和大鼠皮层神经元，大鼠海马神经元，人类原代星形细胞和IPSC衍生的多巴胺能神经元。在每一类神经细胞的转染步骤优化过程中，我们使用专用于难转染细胞的DNA和mRNA转染试剂（即jetOPTIMUS^®和jetMESSENGER^®），并分析了递送效率和细胞活率。JetOPTIMUS^®基于阳离子聚合物，在各种原代细胞中达到DNA的高转染效率，同时对细胞活率和形态的影响最小。JetMESSENGER^®是基于脂质的，可以通过转染mRNA而非质粒DNA，来提高在缓慢分裂到非分裂原代细胞中的递送效率。

结果和讨论

为了提高在分化的神经细胞如神经元中的基因表达，我们在jetOPTIMUS^®的标准操作手册的基础上进行了优化，其中DNA用量以及DNA/转染试剂的比例是主要的参数。通过优化，能够在一组不同的原代神经元和神经胶质细胞中达到倍数增长的转染效率。我们建议在24-well plate中，降低DNA的用量从0.5ug到0.3ug, 同时减少转染试剂的用量使得DNA/转染试剂的比例维持在1：1.

专为神经细胞优化的jetOPTIMUS^® 转染步骤

使用神经元专用的转染步骤，jetOPTIMUS^®能够提高在原代皮质神经元中的转染效率（相对主要竞争者），同时维持细胞的形态和轴突延长。

按照厂家建议步骤使用jetOPTIMUS^® vs Lipofectamine^® 2000在primary rat cortical neurons 中转染eGFP蛋白

同样，在神经胶质细胞中（原代星形胶质细胞），jetOPTIMUS^®的转染效率高达60%，明显高于主要竞争者。

按照厂家建议操作步骤，使用jetOPTIMUS^® vs Lipofectamine^® 2000向人星形胶质细胞中转染编码eGFP蛋白的质粒

以上这些结果表明，使用优化的转染步骤jetOPTIMUS^®可以有效地向神经元和神经胶质原代细胞递送DNA。

为了提高不同应用如功能和生化分析中的转染效率，我们在不同的神经元和神经胶质细胞中转染了eGFP mNRA。如图所示，在海马和皮质大鼠原代神经元中达到了超过40%的转染效率。并且在从iPSCs分化的多巴胺能神经元中达到高转染效率，显示jetMESSENGER^®是研究重编程和分化的强大工具。在人星形细胞中，我们达到了几乎100%的转染效率。这些数据证明mRNA转染试剂jetMESSENGER^®是神经元和神经胶质细胞最高效的递送方法。

Figure 4. 使用jetMESSENGER^®转染不同的神经细胞 (A)在不同的神经元和神经胶质细胞中使用jetMESSENGER^®转染编码eGFP的mRNA，转染后4小时通过荧光显微镜得到的代表性图像。(B) 人星形细胞在转染后24小时使用流式细胞仪分析转染效率。皮质，海马和多巴胺能神经细胞的转染效率，使用荧光显微镜图像进行分析。

Polyplus-transfection®

Polyplus-transfection^®是一家专业的生物技术公司，专注于为生命科学研究、体内转染、生物制品制造以及细胞和基因治疗的客户提供创新的核酸递送解决方案。Polyplus-transfection^®拥有近20年的转染经验，所开发的转染试剂可满足处于各个阶段的客户，从科学研究，到初期工艺开发，到临床前研究以及临床试验以及商业化。

公司开发的用于基因治疗和细胞治疗领域的病毒载体生产试剂PEIpro^®系列产品已经越来越广泛的应用到了众多的临床试验中并成为了行业的金标准。其中PEIpro^®-GMP是市面上第一款完全GMP级转染试剂。