一文了解细胞转染技术中瞬转、稳转的区别、优缺点及应用
一文了解细胞转染技术中瞬转、稳转的区别、优缺点及应用
细胞转染技术是生物医学研究中的重要工具，通过将外源核酸（DNA或RNA）导入真核细胞内，可以实现基因表达的调控。根据导入的核酸在宿主细胞中存在的时间长短，细胞转染技术可以分为瞬时转染（瞬转）和稳定转染（稳转）。本文将详细介绍这两种转染方式的区别、优缺点及具体应用。
细胞转染技术是一种将外源核酸(DNA或RNA)引入真核细胞内的过程，旨在产生重组蛋白或特异性地增强或抑制转染细胞中的基因表达。根据导入的核酸在宿主细胞中存在的时间长短，细胞转染技术可以分为瞬时转染(瞬转)和稳定转染(稳转)。
一、区别
1.核酸整合情况
瞬转：导入的外源核酸没有整合到宿主细胞的基因组中，而是存在于游离的载体上。因此，它只会短暂地存在于宿主细胞中，不会随着细胞的分裂而传递到子代细胞中。
稳转：外源核酸整合到宿主细胞的基因组中，或者作为附加体质粒保留在细胞中。这样，外源核酸可以在转染的细胞及其后代中长期维持。
2.表达水平
瞬转：由于导入的核酸拷贝数较高(虽然未整合到基因组)，因此在细胞内的蛋白质表达水平通常较高。但这种高表达是短暂的，通常持续几天。
稳转：通常将单拷贝或几个拷贝的外源DNA整合到稳定转染的细胞的基因组中，因此其表达水平一般低于瞬时转染的表达水平，但能够长期稳定地表达目的蛋白。
3.筛选方法
瞬转：不需要特别的筛选方法，因为外源核酸不会整合到基因组中，所以可以通过简单的细胞培养来收获表达产物。
稳转：由于需要将外源核酸整合到基因组中，因此通常需要通过一些选择性标记(如来氨丙基转移酶、潮霉素B磷酸转移酶、胸苷激酶等)反复筛选，以得到稳定转染的同源细胞系。
二、优缺点
瞬时转染(瞬转)
优点
- 快速实现目标效应：瞬转能够在短时间内实现外源基因的表达，适用于需要快速获得基因表达产物的实验。
- 操作相对简单：瞬转的实验步骤相对简单，不需要进行复杂的筛选和鉴定过程。
- 适用于短期实验：由于瞬转的外源基因不会整合到宿主细胞的基因组中，因此适用于短期实验和基因沉默研究。
缺点
- 效应具有瞬时性：瞬转的外源基因表达是短暂的，不能长期维持，因此不适用于需要长期稳定表达外源基因的实验。
- 筛选稳定细胞系困难：由于瞬转的外源基因不会整合到基因组中，因此无法直接通过筛选获得稳定转染的细胞系。
稳定转染(稳转)
优点
- 长期稳定表达目标基因：稳转的外源基因能够整合到宿主细胞的基因组中，从而长期稳定地表达目标基因，适用于长期研究和功能验证。
- 适用于长期实验：稳转能够长期稳定地生产目的蛋白，适用于药物筛选、蛋白表达与纯化等长期实验。
- 筛选稳定细胞系可行：通过适当的筛选方法，可以获得稳定转染的细胞系，为后续实验提供稳定的细胞来源。
缺点
- 构建过程耗时：稳转需要先将构建好的质粒线性化，再导入培养好的细胞中，并通过筛选获得稳定转染的细胞系，整个过程耗时较长。
- 筛选稳定细胞系可能困难：在某些情况下，筛选稳定转染的细胞系可能比较困难，需要多次筛选和鉴定。
- 存在生物安全问题：如果采用病毒介导的稳转方法，可能存在生物安全问题，如激活潜在疾病、免疫原性反应等。
综上所述，瞬时转染和稳定转染各有其优缺点，选择哪种转染方式取决于实验目的、细胞类型以及所需的外源基因表达水平等因素。在实际应用中，需要根据具体情况进行权衡和选择。
三、应用
瞬时转染
主要用于启动子和其他调控元件的分析，以及短时间内获得目的蛋白的表达产物。由于其高拷贝数和高表达水平，瞬时转染也常用于生产具有适当折叠和翻译后修饰的重组蛋白(尽管产量可能低于稳定转染)。
稳定转染
主要用于构建能够长期稳定地生产目的蛋白的细胞株。由于外源核酸整合到基因组中，稳定转染的细胞株可以持续、稳定地表达目的蛋白，适用于需要大量重组蛋白的制备和长期研究。
此外，稳定转染还可以进行基因插入、基因敲除等编辑操作，为基因功能研究和基因治疗等领域提供有力工具。