克服干细胞转染的重重障碍[新品推荐]

【字体: 时间:2015年12月28日 来源:生物通

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  诱导多能干细胞(iPSC)是个让人又爱又恨的家伙。它们是基础研究和治疗应用中的宝贵资源,在转染上却比大多数细胞系更具挑战性,并非所有转染方法都能使用。在此,我们将介绍一些已成功转染干细胞的技术。

转染,是许多分子生物学实验的必经之路,也日渐成为治疗工具。对于研究人员而言,他们必须优化条件,找到转染效率和致死效应之间的最佳平衡点。干细胞似乎带来了额外的挑战,因为没有一个放之四海而皆准的解决方案。

“有些人向往‘通用的’操作、试剂或仪器,希望它完美配合所有的细胞类型,不过在现实中,不同类型的细胞有着不同的转染要求,”Bio-Rad细胞生物学的全球产品经理Chris Linnevers如是说。

诱导多能干细胞(iPSC)是个让人又爱又恨的家伙。它们是基础研究和治疗应用中的宝贵资源,在转染上却比大多数细胞系更具挑战性,并非所有转染方法都能使用。在此,我们将介绍一些已成功转染干细胞的技术。

脂质试剂

最知名的脂质转染试剂莫过于赛默飞世尔的Lipofectamine产品线,它们已成功转染了各种类型的细胞,对于干细胞也同样有效。赛默飞世尔的研发科学家Nektaria Andronikou建议,先根据应用再根据细胞类型选择转染工具。“目前有多种干细胞类型,而每一种都需要不同的导入策略,”她说。“根据如何重编程、疾病状态或分化状态,干细胞也有所不同。”

展望未来,Andronikou认为人们需要安全且无痕迹的重编程方法,这样研究人员才能利用干细胞来对付癌症,或者研究单基因疾病。她也希望血细胞重编程的方法有重大突破,因为“这些细胞相对比较容易采集,并有望在未来实现个性化的治疗,”她说。

Stemgent也提供专有的脂质转染技术,将RNA导入iPSC、造血细胞或其他类型的干细胞。Stemgent负责业务开发的高级主管Brad Hamilton表示,研究人员正使用Stemfect RNA转染技术导入转录因子及相关基因,从体细胞中产生iPSC。

Stemfect也能将RNA导入iPSC,以指导定向分化,并促进转分化(从一种细胞谱系直接转化到另一种,但跳过了多能干细胞的状态)。即使转染技术不断进化,但Hamilton相信,专注于RNA导入是很重要的,因为“这是导入基因改变细胞类型的最有可能的方式,有望用于治疗。”

你的另一个选择是Bio-Rad。据Linnevers介绍,它的脂质试剂TransFectin™已成功转染神经干细胞。此外,Bio-Rad也提供电穿孔工具,适用于干细胞的转染。

了解赛默飞的干细胞转染试剂


聚合物试剂

处理干细胞的挑战之一在于每种类型都是不同的。如果你处理的是特别敏感的细胞,聚合物转染试剂有时是个温和的替代。Mirus Bio的研发小组负责人Laura Juckem强调了干细胞操作的重要性,这让细胞能维持其多能状态,并最大限度减少转染过程的细胞毒性。

Mirus Bio的TransIT®-LT1(低毒性)试剂是该公司最温和的非脂质体试剂,可以减少转染的压力。“干细胞,特别是iPSC,对环境的变化非常敏感,无法很好地应对压力,”她说。除了人iPSC,Juckem表示间充质干细胞也能用TransIT®-2020转染试剂成功转染。

电穿孔方法

如果你的干细胞不喜欢脂质体或聚合物的方法,别难过,也许电穿孔有用。Mirus Bio建议将它家的Ingenio® 电穿孔溶液与Lonza的Nucleofector® II/2B 电穿孔系统配合使用,以实现高效率的iPSC转染。

事实上,干细胞特别适合电穿孔。Bio-Rad的Gene Pulser Xcell™ 也是广泛引用的干细胞转染平台。其中一个原因是,干细胞倾向于形成群落,而群落中间的细胞不容易暴露在化学或脂质转染试剂中,导致转染效率并非最佳。据介绍,Bio-Rad的Gene Pulser Xcell系统最近也用于多能干细胞的转染,以纠正ALS患者iPSC细胞中的SOD1点突变。

MaxCyte也提供自动化的电穿孔平台,用于干细胞的研究和治疗。据这家公司负责研发的副总裁Madhusudan Peshwa介绍,细胞修饰可以使干细胞成为更高效的治疗剂。在科研方面,干细胞可作为生理相关的工具,用于小分子的筛选分析。MaxCyte可实现细胞质或细胞核的转染,这取决于转染分子的类型。

转染的影响是短暂的,不过,利用基因组编辑工具(如CRISPR、TALEN或锌指核酸酶)在DNA水平控制细胞事件却带来了永久的变化。即使转染本身是瞬时的,但瞬时表达的基因编辑工具的影响却是永久性的。“你只希望基因编辑分子短时间存在,但这种变化的影响却存在于细胞一生,”Peshwa谈道。

最近,转染试剂的供应商也经常听到客户咨询基因组编辑工具。赛默飞世尔的Andronikou表示,研究人员有意在CRISPR或TALEN基因编辑实验中使用干细胞,以产生疾病模型的细胞类型。Mirus Bio已经将TransIT® 转染试剂和Ingenio电穿孔试剂盒用在基因编辑的应用中。“未来,我们有望看到为CRISPR应用而优化的干细胞转染步骤,”Juckem谈道。

随着干细胞转染变得更加轻松、更加高效,基因组编辑等策略的融入正使得干细胞研究更加强大、更加广泛。

(作者:Caitlin Smith / 生物通编译)

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