影响细胞转染效率的因素有哪些？

随着分子生物学和细胞生物学研究的不断发展，细胞转染已经成为研究真核细胞基因功能的常规工具。常用于研究基因功能、基因表达调控、突变分析和蛋白质生产等生物学试验中，其应用非常广泛。既然细胞转染如此重要，那影响细胞转染效率的因素有哪些？让我们一起来看看吧！

一、转染试剂

不同细胞系转染效率通常不同，因此在转染实验前需要根据细胞特性选择合适的转染试剂。可以通过已发表文献和转染试剂提供的已成功转染的细胞株来进行选择。

二、细胞状态

转染前细胞活力和总体健康状况是转染产生变异性的重要来源。一般建议在转染前至少24小时进行传代培养，以确保细胞在传代后处于转染的最佳生理条件，细胞活力大于 90%。最shi合转染的细胞是复苏经过几次传代后达到指数生长期的细胞，细胞生长旺盛，最容易转染。为确保转染的重复性，一般选择低细胞代次（<30，能确保基因型不变）。如果发现同一株细胞转染效率降低，可以尝试重新复苏细胞以恢复最佳结果。此外，污染会严重影响转染结果。

三、汇合度

转染时过高或者过低的细胞密度会导致转染效率降低，乃至表达水平偏低。因此要根据具体的细胞类型、应用和转染技术，来优化确定相应的最佳密度。如使用阳离子脂质体转染时，贴壁细胞一般达到 70%-90% 的汇合度，悬浮细胞达到 5 × 105 至 2 × 106 个细胞/mL 的密度，即可获得良好的结果。但不同的转染试剂，针对不同细胞系要求转染时的最适细胞密度各不相同，因此使用新的细胞系或者新的转染试剂时，应进行实验优化并建立一个稳定方法，包括适当的接种量和培养时间等等。不同实验目的也会影响转染时的铺板密度，比如研究细胞周期相关基因等表达周期长的基因，就需要较低的铺板密度，所以需要选择能够在较低铺板密度下进行转染的试剂。

四、培养基

不同的细胞或细胞类型都有非常特定的培养基、血清、补充剂要求，选择最shi合细胞类型的培养基和转染方法在转染实验中起着非常重要的作用。一些细胞系和原代细胞可能需要特殊的包被材料（如多聚赖氨酸、胶原蛋白、纤连蛋白等）以附着于培养板并获得最佳的转染结果。

五、血清

一般培养基中存在血清可增强 DNA 转染。但使用阳离子脂质体转染时，一些血清蛋白会干扰复合物的形成，因此应在无血清条件下制备DNA-脂质体复合物。当使用 RNA 转染细胞时，建议在无血清条件下转染，以避免潜在的RNase污染。

六、抗生素

一般用于瞬时转染的培养基中可含抗生素。不过，由于阳离子脂质体试剂可增加细胞通透性，因此也可能增加递送到细胞内的抗生素量，从而导致细胞毒性以及较低的转染效率。因此不建议在转染培养基中加入抗生素。可在转染前铺板细胞时，使用无抗生素的培养基。

对于稳定转染，不应在选择性培养基中使用青霉素和链霉素，因为这些抗生素是 Gibco Geneticin 选择性抗生素的竞争性抑制剂。在构建稳定的细胞系时，在转染程序后预留 48-72 小时供细胞表达抗性基因，之后再加入选择性抗生素。

七、转染分子类型

质粒 DNA 是最chang用的转染载体。质粒 DNA 的拓扑结构（线性或超螺旋）和大小会影响转染的效率，超螺旋质粒 DNA 瞬时转染的效率zui高。在稳定转染中，相对于超螺旋 DNA，虽然使用线性 DNA 会导致细胞的 DNA 摄取量较低，但 DNA 整合到宿主基因组中的效果更优。虽然寡核苷酸、RNA、siRNA 和蛋白质等其他大分子也可以转染到细胞中，但在使用这些大分子时，需要优化转染条件。

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细胞转染：瞬时转染和稳定转染及转染效率影响因素

真核蛋白表达细胞转染方式有两种：瞬时转染和稳定转染，本文的主要介绍了两者的定义和适用性及细胞转染一般步骤，影响转染效率的因素，帮助我们提高实验的成功率。

在哺乳动物细胞蛋白表达实验，根据不同的实验目的，将质粒导入细胞有两种方法：瞬时转染和稳定转染。细胞转染是将外源基因导入真核细胞的过程。质粒、DNA、RNA将这些外源基因导入到真核细胞内并不容易，要跨越细胞膜的屏障进入细胞质。

瞬时转染

瞬时转染是指外源基因导入到细胞后得以表达，但是基因不整合到细胞的基因组上，因此不会随着细胞的生长复制。因此，瞬时转染的时间有限，通常只持续几天，直到外源基因在细胞生长分裂过程中因各种因素消失为止。判断细胞是否转染成功，在构建质粒上含有报告基团，以指示目标基因是否存在，一般在转染两天后即能被检测到。

稳定转染

稳定转染是在瞬时转染的基础上，瞬时转染时有一小部分的基因会整合到细胞基因组上，并随着细胞的生长分裂，质粒会随机分配到子细胞中从而稀释直终丢失，所以稳定转染要进行稳定细胞系的筛选，经过筛选出来的细胞株，此时的质粒已经*整合到细胞基因组中，随着细胞的生长复制并稳定的遗传给后代。

瞬转稳转适用性

瞬时转染表达和稳定转染表达显著的区别就是在时间上。瞬时转染在转染后四天即能收获细胞，瞬时转染一般用于基因产物的短期表达、基因敲除、蛋白质的小规模合成。相对于瞬时转染，稳定转染表达适用于长期的药理学研究遗传调控机制研究及大规模的蛋白质合成，需要大量的周期，因此更费力成本投入高。目前，在进行哺乳动物细胞蛋白表达蛋白时，因为细胞培养技术的进步和人们对瞬时转染的不断探索，人们已经可以对一些常用细胞进行悬浮培养，实现了瞬时转染对重组蛋白的大规模合成，节省了时间和成本。

细胞转染一般步骤

以24孔板进行细胞瞬时转染表达为例，全程操作均为无菌状态，以免造成细胞污染

1）转染前准备，细胞株或者直接培养后的细胞用胰蛋白酶消化后计数，铺板，培养基为含有1ml血清，不含抗性的正常培养基。

2）针对每孔细胞，用50-100ul无血清培养基稀释0.8-1.6ug的质粒，并混匀

3）针对每孔细胞，用50-100ul无血清培养基稀释4ul左右的转染试剂，混匀室温防止5min

4）将第二第三步的溶液混匀室温防止20-30min

5）用PBS冲洗细胞，在用无血清培养基冲洗细胞，在加入0.5ml的无血清培养基

6）将四步骤得到的混合物加入到每孔中，轻摇混匀后放入37℃，5%的二氧化碳培养箱中培养5-6h

7）将无血清培养基换为血清培养基（10%胎牛血清）孵育24-96h后检测结果。稳定表达，在转染24h后传代新鲜培养液中，48h后加入抗性，稳定表达需要数周时间。

哺乳动物细胞瞬时转染流程图

影响转染效率因素

1. 转染试剂

瞬时转染和稳定转染可以选择不同的转染试剂，转染试剂的选择又可以根据已经发表的文献。已经有很多细胞株被成功转染，通过文献资料可以参考适的转染试剂，当然也要根据不同的实验需求选择。此外，不同的转染方法也要选择不同的试剂，一般要求是转染试剂要低毒，高效，廉价易得。

2. 转染方法

转染方法分为两类：瞬时转染和稳定转染。转染方法的选择对转染结果影响也很大，。根据细胞的性质及不同的操作手法，摸索转染条件。瞬时转染和稳定转染都需要优化DNA 与转染试剂比例， 细胞培养及检测时间。一些传统的转染技术，如磷酸钙法，电穿孔法，脂质体转染法都各有利弊，关于各种转染方法的比较和原理，可参见细胞培养方法的比较。

3. 细胞状态

一般传代数小于50代以下的细胞即能保证基因型不变。瞬时转染合适的细胞是达到对数生长期的细胞，此时细胞生长旺盛，容易被转染。同一种系的细胞株，在不同实验室不同培养条件下，其生物学性状都会产生不同改变，从而导致其转染特性也发生变化。因此，针对这种转染效率降低的情况，应转用新鲜培养的细胞转染达到好的结果。

4. 载体构建

基因产物对细胞不能有毒害作用，瞬时转染难以进行。转染载体的构建选择可调控，强度合适的启动子很重要，可以做空载体或相同载体的其他基因为对照排除毒性对细胞的影响。 病毒载体对特定宿主细胞感染效率较高，但不同病毒载体有其特定的宿主，有的还要求特定的细胞周期，如逆转录病毒需侵染分裂期的宿主细胞。

5. 其他要求

（1）细胞培养基

培养基是瞬时转染的基本要素。不同细胞选择不同的培养基，血清和其他添加物。使用的转染试剂要参考其说明书。培养物一定要避免细菌，支原体真菌的污染。

（2）血清

血清是一种包含生长因子及其它辅助因子的成分不明确添加物，对不同细胞的生长作用有很大的差别。血清质量的变化直接影响细胞生长，因此也会影响细胞转染效率，不同批次购买的血清质量也会存在差别。对于传统的转染方法要求在无血清培养基条件下转染，血清被认为会降低瞬时转染的效率。针对现有人们常用的的转染试剂来说，血清的存在已不会影响转染效率，甚还有助于提高转染效率。在转染过程中*可以使用血清，针对RNA 转染，消除血清中潜在的核糖核酸酶污染要格外关注。且血清比较珍贵，胎牛血清，马或牛血清都常被用到，价格也不尽相同，根据自身选择。

（3）细胞密度

细胞密度对转染效率也有一定影响，一般转染时贴壁细胞密度为50-90%，具体要根据选用的转染试剂的说明书。不同的转染试剂适的细胞密度各不相同，即使同一种试剂，也会因不同的细胞类型或应用而异。

例如阳离子脂质体具有微量的细胞毒性而要更高的细胞铺板密度或更多的悬浮细胞数， 尽量在细胞适的生理状态下转染，以求好的转染效果。

（4）DNA 质量

针对一般常用的转染技术都是基于电荷吸引的原理转染的，如果DNA的纯度不高，存在其他杂质，如盐离子等都会影响转染复合物的形成。针对市面上现有的超纯质粒抽提的试剂盒，能达到非常高的纯度效果，从而可以避免DNA纯度的影响。