目前,將質粒 DNA 導入動物細胞的方法有很 多,最常用的方法包括脂質體轉染、電轉法、顯微 注射法和磷酸鈣共沉淀法等。雖然脂質體轉染方 法已經普遍使用,且具有性質穩定和轉染效率高等 優點,但是價格較為昂貴;而磷酸鈣轉染的方法使 用成本較低,對具體體系加以優化后,能夠達到較 好的轉染效率,特別是對于293T 細胞來說,與脂 質體的轉染效率無明顯差異。隨著慢病毒感染技 術的進一步發展,各種分子生物學技術及基因技術 的改進,生命科學研究領域越來越多地應用到慢病 毒包裝技術,因此,建立起經濟高效的293T 細胞 的轉 染 方 法 至 關 重 要。1973 年,GRAHAM 等首次報道磷酸鈣轉染法。
1 材料與方法
1.1 載體、細胞、主要試劑和儀器
反轉錄病毒 表達 載 體 pCDH-GFP-3xflag-TRAF6 由 本 實 驗 室 構建保存;人胚腎細胞293T 由福建醫科大學消化 道 腫 瘤 重 點 實 驗 室 提 供;DMEM、RPMI1640、 Opti-MEM 培養基和胎牛血清 (美國 Gibco公司), NaCl [上海國藥 (集團)化學試劑有限公司],葡 萄糖和 KCl2 [中國 醫 藥 (集 團)上 海 化 學 試 劑 公 司],CaCl2 ·2H2O 和 Na2HPO4 ·12H2O [生 物 工程 (上 海 ) 股 份 有 限 公 司 ],HEPES (臺 灣 VWR 公 司), 單 抗 兔 抗 flag 單 克 隆 抗 體 (1∶ 1000,中 國 BOSIS 公 司 ), 單 抗 小 鼠 抗 β-actin (1∶2000,美國 CellSignaling 公 司)。凝 膠 成 像 系統購于英國Syngene公司,無菌潔凈工作臺購于 蘇州凈 化 設 備 有 限 公 司,SHP-150型生化培養箱購于上海精宏實驗設備有限公司,ZEISS Axiocam512 倒 置 熒 光 顯 微 鏡 購 于 德 國 Leica Microsystems公司。
1.2 細 胞 培 養
用 DMEM 培 養 基, 并 添 加 10%胎 牛血 清,在 37℃、5%CO2 培養 箱 中 培 養 293T 細胞。轉染 前 1d293T 細 胞 傳 代,重 新 種 板,轉染前細胞匯合度為40%~60%。
1.3 質粒來源和轉染效率的計算
本課題組構建 了 pCDH-GFP-3xflag-TRAF6 質 粒,由 于 質 粒 能 夠編碼 GFP蛋白,該蛋白在熒光顯微鏡下能夠被 激發出綠色熒光,可以作為比較轉染效率的計數標 志。熒光顯微鏡下觀察轉染24和48h后 293T 細 胞編碼綠色熒光蛋白的細胞數目,計算其占相同視 野下總 的 293T 細 胞 數 目 的 百 分 率,即 為 轉 染 效 率。
1.4 傳統磷酸鈣轉染法轉染
293T 細胞 轉 染 前 1h換新 鮮 無 血 清 培 養 基,在5mL 的圓 底 試 管 底 部加入25μL摩爾濃度為 2.5mmol·L-1 CaCl2水 溶液 和 2μgpCDH-GFP-3xflag-TRAF6 質粒,加入無菌水 至220μL,小心 混 勻,且在劇烈吹打下 加入220μL HEPES緩沖 液;圓底試管垂直放在 混旋 器 上 混 旋10s,室溫 靜 置30min;逐滴 加 入 293T 細胞,輕輕 晃 動 混 勻;8~12h 換含 血 清 培 養基,轉染24和48h后熒光顯微鏡下觀察綠色熒 光。相同方法處理pCDH-GFP-vector質粒。
1.5 改良磷酸
鈣 轉 染 法 轉 染293T 細胞 轉 染 前 1h293T 細胞更 換37℃預熱 的 無 血 清 培 養 基,在 1.5mLEP管中加入220μL無菌水;在水中央加 入 2μgpCDH-GFP-3xflag-TRAF6 質 粒;25μL 摩爾濃度為2.5mmol·L-1的 CaCl2水溶液小心地 加到 EP管的 底 部,沿 管 壁 小 心 逐 滴 加 入250μL HEPES緩沖液至液面;在 CaCl2 與上 層 溶 液 之 間 形成的分層處,用200μL 移液槍輕柔吹打,擾亂 分界;室溫放置30min;逐滴加入293T 細胞,輕 輕晃動混勻;8~12h換含血清培養基,24和48h 后熒 光 顯 微 鏡 下 觀 察 綠 色 熒 光。相 同 方 法 處 理 pCDH-GFP-vector質粒。
2 結 果
轉染24和48h后,與傳統磷酸鈣轉染法 (49.3%± 7.02%和64.7% ±11.9%)比較,改 良 磷 酸 鈣 轉 染 法 轉 染 效 率 (69.3% ±8.02% 和 94.3% ± 5.03%)明 顯 升 高 (P <0.05)。轉染24和48h后,改良磷酸鈣轉染 法轉染293T 細胞中 TRAF6mRNA 表達水平明顯 高于傳統磷酸鈣轉染法 (P<0.01)。轉染24和 48h 后,改良磷酸鈣轉染法轉染 293T 細胞中flag蛋白表達水平明顯高于傳統磷酸 鈣轉染法 (P<0.01)。
3 討 論
影響磷酸鈣轉染法轉染效率的因素很多,如試 劑配置的濃度和pH 值等,因此本研究嚴格掌 握實驗試劑的配置方法,特別是pH 值的大小和試 劑 的 劑 量 要 求 。轉染操作步驟嚴格按照參考文獻和本研究步 驟。操 作 的 不 同 點:
①傳 統 法 要求混旋操作步驟,而本研究的操作步驟無混旋;
②本研究操作只要求普通的 EP管,傳統法要求用 圓 底 試 管;
③ 2 種 方 法 在 質 粒 DNA、 H2O、 HEPES和 CaCl2 的 加 樣 方 法 中 存 在 差 別。轉 染 24和48h 后熒光顯微鏡觀察顯示:傳統磷酸鈣轉 染法轉染效率明顯低于改良磷酸鈣轉染法轉染效率,表明改良的磷酸鈣轉染法效率更高。