稳转细胞株,也称为稳定细胞株,是指通过基因工程手段获得的能够持续稳定表达或干扰特定基因的细胞系。
其构建的基本原理是将外源DNA克隆到具有某种抗性标记(如嘌呤霉素、新霉素或G418)的载体上,然后通过不同的转染方式(如慢病毒系统或电转染)将目的序列整合到宿主细胞的染色体中,最终通过筛选得到可稳定过表达或沉默特定基因的细胞株。
与稳定转染相对应的是瞬时转染,什么是瞬时转染?顾名思义,指将外来遗传物质(通常是DNA或RNA)暂时引入宿主细胞,进行短期表达,而不会永久整合到细胞基因组中。
除了外源基因是否整合到宿主细胞这个区别外,稳定转染可实现外源基因的持续表达,而且需要构建细胞系;构建一个稳转细胞株耗时6至12个月是常态;可适用于持续进行且具有稳定改变的研究。
与稳定转染不同,瞬时转染中外源基因表达的时间短,通常只有几天,而且无需建立细胞系,耗时短且方便;不过只适用于只需进行临时基因改造即可进行的实验。尽管稳定转染有诸多优点,但在选择是用稳定转染还是瞬时转染时,主要依据还是取决于研究目标的具体要求。
一、选用稳定转染的情况通常有以下几种
1.需要长期和持续基因表达或持续蛋白质生产的研究,稳定转染通常是首选途径。因为通过构建稳定株,可以大大降低频繁转染或者病毒包装的成本,这也极大方便实验研究;
2.部分蛋白半衰期极长,瞬时RNA只能干扰表达,却无法去除已表达的目的蛋白,这种情况通过构建稳转细胞株可以实现更好的基因干扰效果;
3.需要用诱导表达系统的,主要是一些致死基因或者是需要时空表达的;
4.若是需要用细胞做动物实验的,比如裸鼠成瘤等,往往需要构建成稳转株。
二、选择瞬时转染的情况有
1.短期实验或需要快速产生蛋白质且不需要持久的基因改变的情况。因为这种方法灵活且快速,可最大限度地降低意外基因组整合的风险,且无需建立稳定的细胞系。
2.针对于那些开发合适的稳转细胞株存在困难的项目,瞬时转染通常也是临床试验中大规模批量生产慢病毒载体的首选方法。
例如荧光细胞系,又称荧光标记细胞系,就是将可自发荧光的蛋白质(如GFP、LUC等)在细胞系内进行过表达,使科研工作者能够在体外或体内(须牺牲动物)观测到肿瘤细胞的具体活动,比如肿瘤细胞的成长、入侵、转移和新生。
稳转细胞株在生物学研究中扮演着非常重要的角色,广泛用于重组蛋白和单克隆抗体生产、药物筛选、基因功能研究等应用。例如,在抗体开发领域,稳转细胞株可以作为免疫原刺激动物的特异性免疫反应,针对多跨膜蛋白的靶点。