电穿孔法转染人原代成纤维细胞条件的优化
2025-02-24 来源:威尼德生物科技 点击次数:48
摘要
本研究旨在优化电穿孔法转染人原代成纤维细胞的条件，以提高转染效率和细胞存活率。通过调整电压、脉冲时间和细胞密度等参数，我们确定了最佳转染条件。实验结果表明，在特定条件下，转染效率显著提高，同时细胞存活率保持在较高水平。本研究为电穿孔法在基因功能研究和基因治疗中的应用提供了重要参考。
引言
人原代成纤维细胞在组织工程、再生医学和基因功能研究中具有重要应用。然而，由于其难以转染的特性，如何高效地将外源基因导入这些细胞成为研究中的一大挑战。电穿孔法作为一种非病毒转染方法，因其高效性和简便性而备受关注。然而，电穿孔条件的优化对于提高转染效率和细胞存活率至关重要。本研究旨在通过系统优化电穿孔参数，为人原代成纤维细胞的转染提供最佳条件。
实验部分
材料与方法
细胞培养
人原代成纤维细胞从皮肤活检中分离，并在含有10%胎牛血清的DMEM培养基中培养。细胞在37°C、5% CO2的恒温培养箱中培养，每2-3天更换一次培养基。
质粒制备
实验使用的质粒为pEGFP-N1，该质粒含有绿色荧光蛋白（GFP）报告基因。质粒通过某试剂盒提取，并用分光光度计测定其浓度和纯度。
电穿孔条件优化
电穿孔实验使用威尼德电穿孔仪进行。实验设计如下：
1. 电压优化：设置电压范围为100 V至300 V，间隔50 V，每个电压条件下进行三次重复实验。
2. 脉冲时间优化：在最佳电压条件下，设置脉冲时间为5 ms至20 ms，间隔5 ms，每个时间条件下进行三次重复实验。
3. 细胞密度优化：在最佳电压和脉冲时间条件下，设置细胞密度为1×106至5×106 cells/mL，间隔1×106 cells/mL，每个密度条件下进行三次重复实验。
转染效率检测
转染后24小时，使用荧光显微镜观察GFP表达情况，并通过流式细胞术定量分析转染效率。
细胞存活率检测
转染后24小时，使用某试剂进行细胞活力检测，通过台盼蓝染色法计算细胞存活率。
结果
电压优化
实验结果表明，随着电压的增加，转染效率逐渐提高，但当电压超过250 V时，细胞存活率显著下降。因此，250 V被确定为最佳电压。
脉冲时间优化
在250 V电压下，脉冲时间为10 ms时，转染效率达到最高，同时细胞存活率保持在80%以上。因此，10ms被确定为最佳脉冲时间。
细胞密度优化
在250V电压和10ms脉冲时间条件下，细胞密度为3×106 cells/mL时，转染效率最高，细胞存活率也保持在较高水平。因此，3×106 cells/mL被确定为最佳细胞密度。
讨论
本研究通过系统优化电穿孔参数，确定了人原代成纤维细胞的最佳转染条件。实验结果表明，电压、脉冲时间和细胞密度对转染效率和细胞存活率有显著影响。在最佳条件下，转染效率显著提高，同时细胞存活率保持在较高水平。这些结果为电穿孔法在基因功能研究和基因治疗中的应用提供了重要参考。
结论
本研究成功优化了电穿孔法转染人原代成纤维细胞的条件，确定了最佳电压、脉冲时间和细胞密度。这些优化条件显著提高了转染效率和细胞存活率，为人原代成纤维细胞的基因功能研究和基因治疗提供了有效工具。
参考文献
1. 人永生化表皮细胞HaCaT电转染条件的优化[J].徐珊;杜冲;马艳民;谢宏俊;高杨;石琦;王新阳;贺大林;郭鹏,西安交通大学学报（医学版）.2014,第4期
2. 人成纤维细胞稳定转染的方法比较[J].芦小燕;解慧琪;李莉;智伟;陈晓禾;邓力,四川大学学报：医学版.2008,第4期
3. An efficient method for electroporation of small interfering RNAs into ENCODE project tier 1 GM12878 and K562 cell lines[J].,Journal of biomolecular techniques: JBT.2015,第4期
4. Arterial complication of irreversible electroporation procedure for locally advanced pancreatic cancer.[J].Yahya; Ekici;Tugan; Tezcaner;Hüseyin Onur; Ayd?n;Fatih; Boyvat;G?khan; Moray,World Journal of Gastrointestinal Oncology.2016,第10期
5. Direct reprogramming of mouse fibroblasts into cardiac myocytes[J].Inagawa;K.;Ieda;M.,Journal of cardiovascular translational research.2013,第1期
6. Episomal-based generation of an iPS cell line from human fetal foreskin fibroblasts.[J].Peggy; Matz;James; Adjaye,Stem cell research.2016,第期
7. Ex Vivo Culture of Chick Cerebellar Slices and Spatially Targeted Electroporation of Granule Cell Precursors.[J].Michalina; Hanzel;Richard J T; Wingate;Thomas; Butts,Journal of visualized experiments: JoVE.2015,第期
8. Generation of human iPS cell line CTL07-II from human fibroblasts, under defined and xeno-free conditions[J].Malin Kele;Kelly Day;Harriet Rönnholm;Jens Schuster;Niklas Dahl;Anna Falk,Stem cell research.2016,第3期
9. Human induced pluripotent stem cell differentiation and direct transdifferentiation into corneal epithelial-like cells.[J].Artur; Cie?lar-Pobuda;Mehrdad; Rafat;Viktoria; Knoflach;Magdalena; Skonieczna;Andrzej; Hudecki;Andrzej; Ma?ecki;El?bieta; Urasińska;Seaid; Ghavami;Marek J; ?os,Oncotarget.2016,第27期
本研究旨在优化电穿孔法转染人原代成纤维细胞的条件，以提高转染效率和细胞存活率。通过调整电压、脉冲时间和细胞密度等参数，我们确定了最佳转染条件。实验结果表明，在特定条件下，转染效率显著提高，同时细胞存活率保持在较高水平。本研究为电穿孔法在基因功能研究和基因治疗中的应用提供了重要参考。
引言
人原代成纤维细胞在组织工程、再生医学和基因功能研究中具有重要应用。然而，由于其难以转染的特性，如何高效地将外源基因导入这些细胞成为研究中的一大挑战。电穿孔法作为一种非病毒转染方法，因其高效性和简便性而备受关注。然而，电穿孔条件的优化对于提高转染效率和细胞存活率至关重要。本研究旨在通过系统优化电穿孔参数，为人原代成纤维细胞的转染提供最佳条件。
实验部分
材料与方法
细胞培养
人原代成纤维细胞从皮肤活检中分离，并在含有10%胎牛血清的DMEM培养基中培养。细胞在37°C、5% CO2的恒温培养箱中培养，每2-3天更换一次培养基。
质粒制备
实验使用的质粒为pEGFP-N1，该质粒含有绿色荧光蛋白（GFP）报告基因。质粒通过某试剂盒提取，并用分光光度计测定其浓度和纯度。
电穿孔条件优化
电穿孔实验使用威尼德电穿孔仪进行。实验设计如下：
1. 电压优化：设置电压范围为100 V至300 V，间隔50 V，每个电压条件下进行三次重复实验。
2. 脉冲时间优化：在最佳电压条件下，设置脉冲时间为5 ms至20 ms，间隔5 ms，每个时间条件下进行三次重复实验。
3. 细胞密度优化：在最佳电压和脉冲时间条件下，设置细胞密度为1×106至5×106 cells/mL，间隔1×106 cells/mL，每个密度条件下进行三次重复实验。
转染效率检测
转染后24小时，使用荧光显微镜观察GFP表达情况，并通过流式细胞术定量分析转染效率。
细胞存活率检测
转染后24小时，使用某试剂进行细胞活力检测，通过台盼蓝染色法计算细胞存活率。
结果
电压优化
实验结果表明，随着电压的增加，转染效率逐渐提高，但当电压超过250 V时，细胞存活率显著下降。因此，250 V被确定为最佳电压。
脉冲时间优化
在250 V电压下，脉冲时间为10 ms时，转染效率达到最高，同时细胞存活率保持在80%以上。因此，10ms被确定为最佳脉冲时间。
细胞密度优化
在250V电压和10ms脉冲时间条件下，细胞密度为3×106 cells/mL时，转染效率最高，细胞存活率也保持在较高水平。因此，3×106 cells/mL被确定为最佳细胞密度。
讨论
本研究通过系统优化电穿孔参数，确定了人原代成纤维细胞的最佳转染条件。实验结果表明，电压、脉冲时间和细胞密度对转染效率和细胞存活率有显著影响。在最佳条件下，转染效率显著提高，同时细胞存活率保持在较高水平。这些结果为电穿孔法在基因功能研究和基因治疗中的应用提供了重要参考。
结论
本研究成功优化了电穿孔法转染人原代成纤维细胞的条件，确定了最佳电压、脉冲时间和细胞密度。这些优化条件显著提高了转染效率和细胞存活率，为人原代成纤维细胞的基因功能研究和基因治疗提供了有效工具。
参考文献
1. 人永生化表皮细胞HaCaT电转染条件的优化[J].徐珊;杜冲;马艳民;谢宏俊;高杨;石琦;王新阳;贺大林;郭鹏,西安交通大学学报（医学版）.2014,第4期
2. 人成纤维细胞稳定转染的方法比较[J].芦小燕;解慧琪;李莉;智伟;陈晓禾;邓力,四川大学学报：医学版.2008,第4期
3. An efficient method for electroporation of small interfering RNAs into ENCODE project tier 1 GM12878 and K562 cell lines[J].,Journal of biomolecular techniques: JBT.2015,第4期
4. Arterial complication of irreversible electroporation procedure for locally advanced pancreatic cancer.[J].Yahya; Ekici;Tugan; Tezcaner;Hüseyin Onur; Ayd?n;Fatih; Boyvat;G?khan; Moray,World Journal of Gastrointestinal Oncology.2016,第10期
5. Direct reprogramming of mouse fibroblasts into cardiac myocytes[J].Inagawa;K.;Ieda;M.,Journal of cardiovascular translational research.2013,第1期
6. Episomal-based generation of an iPS cell line from human fetal foreskin fibroblasts.[J].Peggy; Matz;James; Adjaye,Stem cell research.2016,第期
7. Ex Vivo Culture of Chick Cerebellar Slices and Spatially Targeted Electroporation of Granule Cell Precursors.[J].Michalina; Hanzel;Richard J T; Wingate;Thomas; Butts,Journal of visualized experiments: JoVE.2015,第期
8. Generation of human iPS cell line CTL07-II from human fibroblasts, under defined and xeno-free conditions[J].Malin Kele;Kelly Day;Harriet Rönnholm;Jens Schuster;Niklas Dahl;Anna Falk,Stem cell research.2016,第3期
9. Human induced pluripotent stem cell differentiation and direct transdifferentiation into corneal epithelial-like cells.[J].Artur; Cie?lar-Pobuda;Mehrdad; Rafat;Viktoria; Knoflach;Magdalena; Skonieczna;Andrzej; Hudecki;Andrzej; Ma?ecki;El?bieta; Urasińska;Seaid; Ghavami;Marek J; ?os,Oncotarget.2016,第27期
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