さまざまな研究や創薬アプリケーションでは、プラスミド DNA、siRNA または duplex RNAi、オリゴヌクレオチド、RNA を真核細胞に導入するための多種多様な遺伝子導入技術があります。これらの技術の概要を下表に示します。

カチオン性脂質による脂質輸送

ワークフロー：

DNA、siRNA、またはオリゴヌクレオチドおよびトランスフェクション試薬（市販）を個々のチューブで
希釈します。




DNA とトランスフェクション試薬を混ぜ合わせて複合体を形成させます。
カチオン性脂質の正電荷が核酸のリン酸骨格に結合します。



複合体を細胞に添加します。カチオン性脂質の正電荷によって複合体が膜に結合します。



エンドサイトーシスを介して、複合体が細胞に取り込まれます。



遺伝子発現または遺伝子サイレンシングアッセイ

利点

  • 再現性が高い結果が得られる市販品
  • 広範囲の細胞株に利用可能
  • 高い効率と発現率
  • 培地の交換が不要で、早くて簡単なプロトコール

欠点

  • 最適化を要する可能性―一部の細胞株はカチオン性脂質に対する感受性が高い
  • 一部の細胞株はカチオン性脂質を用いても簡単にトランスフェクションできない

ウイルス導入

ワークフロー：

遺伝子クローニング、細胞培養、ウイルスの単離、クローンの特性評価により組換えウイルスを作製します。




高力価ウイルスベクターを調製・精製します。



適切な感染多重度（MOI）で細胞（ウイルス受容体を含む）に感染させます。



ウイルスを除去し、および／または新しい培地を添加します。



遺伝子発現または遺伝子サイレンシングアッセイ

利点

  • トランスフェクションが難しい細胞タイプに最適

欠点

  • 組換えウイルスを作製するのが技術的に難しく時間がかかる
  • トランスフェクションを行う細胞株にウイルス受容体が必ず必要
  • 安全上の注意

エレクトロポレーションによる導入

ワークフロー：

細胞をエレクトロポレーションバッファーに懸濁して調製します。
専用バッファーと DNA を添加して細胞に電気パルスをかけます。



電気パルスによって細胞膜間に電位差が生じ、細胞膜に DNA を導入するための細孔が一時的に発生します。




細胞が成長状態に戻ります。



遺伝子発現または遺伝子サイレンシングアッセイ

利点

  • トランスフェクションが難しい細胞タイプにも導入できる

欠点

  • 装置が必要
  • 電気パルスおよび電界強度パラメータの最適化が必要
  • 非常に多くの細胞操作が必要
  • 高い毒性を認める場合がある
  • 細胞膜に不可逆的な損傷が生じ、細胞を溶解する場合がある

他の化学的手法による導入（リン酸カルシウム沈殿法、DEAE-デキストラン法、ポリブレン法）

ワークフロー：

溶液を調製します。塩化カルシウム（リン酸バッファ溶液）と DNA を混合します。



凝集した DNA を含む非常に小さな不溶性粒子が沈殿します。



CaPO 4：細胞培養液に複合体を添加して培養します。
複合体が細胞膜に付着し、エンドサイトーシスによって細胞質に取り込まれます。



DEAE-デキストラン法とポリブレン法:
DMSO またはグリセロールによる浸透圧ショックで複合体を導入します。 
正電荷のポリマーは負電荷の DNA 分子と複合体を形成し、細胞表面に結合します。



細胞から複合体を除去、洗浄し、新しい培地を添加します。



遺伝子発現または遺伝子サイレンシングアッセイ

利点

  • 試薬コストが安価

欠点

  • 試薬を慎重に調製する必要性― CaPO4 溶液は pH の影響を受ける
  • DEAE-デキストラン法は一過性トランスフェクションに限定される
  • 細胞毒性
  • 再現性に問題がある場合がある

For Research Use Only. Not for use in diagnostic procedures.