細胞轉染是將外源性基團（如DNA, RNA等）導入真核細胞的一種實驗技術。隨著基因與蛋白功能研究的不斷發(fā)展，轉染目前已成為實驗室工作中研究和控制細胞基因工程經常涉及的常規(guī)方法。在研究基因功能、調控基因表達、突變分析和蛋白質生產等生物學試驗中，其應用越來越廣泛。

細胞轉染分為兩大類：瞬時轉染和穩(wěn)定轉染（永久轉染）

瞬時轉染（transienttransfection）：指外源DNA/RNA不整合到宿主染色體中，外源片段的表達時間短暫，通常只持續(xù)幾天，在轉染后24-72小時內（依賴于各種不同的構建）分析結果，多用于啟動子和其他調控元件的分析。

穩(wěn)定轉染（Stable transfection）：其實是相對于瞬時轉染，指外源DNA既可以整合到宿主染色體中，也可作為游離體存在，且隨細胞分裂穩(wěn)定傳遞下去。通常需要通過一些選擇性標記來篩選以得到穩(wěn)定轉染的細胞系。相對于瞬時轉染，穩(wěn)定轉染只是對瞬時轉染的細胞進行篩選，以得到穩(wěn)定整合的細胞株。

傳染途徑的分析方法

轉染途徑可以分為三類：物理介導、化學介導和生物介導

1. 物理介導：電穿孔法、顯微注射和基因槍屬于通過物理方法將基因導入細胞的范例。

1）電轉：

優(yōu)點：1.原理簡單。2.條件優(yōu)化后可產生重復性的結果。3.不需要載體。4.不限制細胞類型和條件。5.條件優(yōu)化后可以快速轉染大量細胞。

缺點：1.需要特殊的設備。2.需要優(yōu)化電轉脈沖和電壓參數(shù)。3.對細胞傷害很大。4.細胞死亡率很高因此需要大量細胞會不可逆轉地損壞細胞膜，溶解細胞。

2）生物傳遞粒子傳遞（粒子轟擊）：

優(yōu)點：1.不限制細胞類型和條件。2.可用于動物體內轉染。3.方法直接，結果可靠。4.不限制導入基因的大小和數(shù)量。5.主要用于基因疫苗和農業(yè)應用。

缺點：1.需要昂貴的設備。2.會對樣品產生物理損傷。3.細胞死亡率很高因此需要大量細胞。4.需要準備微粒。5.轉染效率相對較低。6.對于研究應用成本較昂貴。

3）顯微注射：

優(yōu)點：1.不限制細胞類型和條件。2.可以單細胞轉染。3.方法直接，結果可靠。4.不限制導入基因的大小和數(shù)量5.不需要載體。

缺點：1.需要昂貴的設備。2.有技術要求，且是勞動密集型（一次只能轉染一個細胞）。3.常引起細胞死亡。

4）激光介導的轉染（光轉染）：

優(yōu)點：1.可用于轉染DNA，RNA，蛋白質，離子，葡聚糖，小分子和半導體納米晶體。2.可用于非常小的細胞。3.允許單細胞轉染或同時轉染大量細胞。4.不需要載體。5.轉染效率高。6.適用于多種細胞系。

缺點：1.需要昂貴的激光顯微鏡系統(tǒng)。2.需要貼壁細胞。3.有技術要求。

2. 化學介導：方法很多，如經典的磷酸鈣共沉淀法、脂質體轉染方法、和多種陽離子物質介導的技術。

1）陽離子脂質體：

優(yōu)點：1.操作快速簡單。2.結果可重復。3.轉染效率高。4.可轉染DNA，RNA和蛋白質。5.適用于生產瞬時和穩(wěn)定的蛋白質。6.可用于體內轉染。

缺點：1.需進行條件優(yōu)化(一些細胞系對陽離子脂質體較敏感)。2.有些細胞系不容易轉染。3.血清的存在干擾復合物的形成，導致低轉染效率。4.培養(yǎng)基中血清的缺失會增加細胞毒性。

2)? 磷酸鈣共沉淀：

優(yōu)點：1.便宜且容易獲得。2.適用于生產瞬時和穩(wěn)定的蛋白質。3.轉染效率高（不限制細胞系）。

缺點：1.需要仔細制備試劑 – CaPO4溶液對pH，溫度和緩沖鹽濃度的變化敏感。2.可重復性較差。3.有細胞毒性，尤其對原代細胞。4.不能采用RPMI培養(yǎng)基，由于其含高濃度的磷酸鹽。5.不適用于動物體內轉染。

3）葡聚糖：

優(yōu)點：1.操作簡單。2.結果可重復。3.便宜。

缺點：1.對某些細胞有化學毒性。2.只限于瞬時轉染。3.轉染效率低，尤其在原代細胞中。

4）其他陽離子聚合物：

優(yōu)點：1.在血清中穩(wěn)定，對溫度不敏感。2.高轉染效率（限制細胞系）。3.結果可重復。

缺點：1.對某些細胞有毒性。2.不能生物降解（樹枝狀大分子）。3.只限于瞬時轉染。

3. 生物介導：方法有較為原始的原生質體轉染，和現(xiàn)在比較多見的各種病毒介導的轉染技術。

1）病毒轉染：

優(yōu)點：1.高轉染效率（對原代細胞有80-90%）。2.適用于較難轉染的細胞系。3.可用于體內轉染。4.可用于構建穩(wěn)定表達或瞬時表達的細胞系。

缺點：1.被轉染的細胞系必須含有病毒受體。2.基因插入大小受限（病毒載體~10 kb，非病毒載體~100 kb）。3.技術難度高，且構建重組蛋白很費時。4.存在生物安全問題（激活潛在疾病，免疫原性反應，細胞毒性，插入突變，使細胞惡性轉化）。

理想細胞轉染方法，應該具有轉染效率高、細胞毒性小等優(yōu)點。病毒介導的轉染技術，是目前轉染效率最高的方法，同時具有細胞毒性很低的優(yōu)勢。但是，病毒轉染方法的準備程序復雜，常常對細胞類型有很強的選擇性，在一般實驗室中很難普及。其它物理和化學介導的轉染方法，則各有其特點。需要指出的一點，無論采用哪種轉染技術，要獲得最優(yōu)的轉染結果，可能都需要對轉染條件進行優(yōu)化。影響轉染效率的因素很多，從細胞類型、細胞培養(yǎng)條件和細胞生長狀態(tài)，到轉染方法的操作細節(jié)，都需要考慮。