共转染中单质粒优于多质粒系统的实验与理论验证

《Scientific Reports》：Optimizing multi-gene co-expression with large plasmids

　　

摘要

在哺乳动物共转染中，人们通常避免使用大型质粒，因为其被普遍认为转染效率较低，这也促使研究人员倾向于使用多个较小的质粒。在本文中，我们将有限状态投影建模与流式细胞术实验相结合，对 GFP/BFP/RFP 的单质粒、双质粒和三质粒递送方式进行了比较。估算的进入速率在 4.9 至 16.4 kb 范围内与大小无关，表明在此范围内质粒长度并非主要的限制因素。我们的结果表明，由于脂质体复合物能够为小于 17 kb 的质粒共递送多个质粒，使用 Lipofectamine 略微提高了共转染效率。此外，我们证明，与当前的普遍认知相反，将所有基因置于同一质粒上不仅增加了细胞表达所有目标基因的概率，还与多质粒系统相比实现了基因表达水平更紧密的相关性。最终，这些结果表明，在使用 Lipofectamine 2000 介导转染、向 HEK293 细胞瞬时表达荧光报告蛋白、质粒大小为 4.9–16.4 kb 的情境下，编码多个基因的单一大质粒优于使用多个小质粒的等效系统。这一优势提示，单质粒设计策略值得更深入的探究，因为它们可能惠及多种应用，例如病毒载体的生产。