RNA干扰(RNAi)技术作为分子生物学领域中基因功能研究、疾病机制探索及药物靶点筛选的核心技术之一,其应用效果高度依赖于siRNA向靶细胞内的高效递送。在该技术发展初期,专用的siRNA 转染试剂尚未实现商业化,研究者多采用Lipofectamine 2000、Lipofectamine 3000等以质粒DNA为主要递送对象的转染试剂开展 siRNA转染实验。这些试剂确实能满足部分细胞的基础siRNA转染需求,但普遍存在转染效率局限性强、细胞毒性显著等问题,难以适配多样化的细胞类型以及更高要求的RNAi实验,因此也被称为第一代siRNA转染试剂。
随着RNAi技术在生命科学研究及生物医药领域的广泛渗透,对siRNA转染的特异性、高效性及细胞毒性等方面提出了更高标准,第二代新型siRNA转染试剂应运而生,其在试剂配方优化、递送机制创新等方面实现了突破性进展,典型代表包括百代生物的RFect V2与赛默飞的Lipofectamine RNAiMAX。本文将对实验室常用的三款siRNA转染试剂的核心性能进行系统比较,为相关研究中的试剂选择提供参考依据。
一、RFect V2 siRNA转染试剂
RFect V2 siRNA转染试剂是海归公司百代生物在RFect初代产品的基础上,通过材料创新与配方优化开发的升级款siRNA专用转染试剂,目前已在众多高校、科研院所的相关研究中得到广泛应用与高度认可。该试剂的核心创新点在于采用新型可降解纳米材料作为递送载体,区别于RNAiMAX、Lipofectamine 3000这类脂质体类载体,可降解纳米材料在实现siRNA高效递送后,能在细胞内快速降解为无毒或低毒的代谢产物,避免了载体材料在胞内蓄积引发的细胞毒性,同时降低了对细胞内环境稳态的干扰。因此,RFect V2在细胞毒性控制方面表现尤为突出。在30-50%的最佳细胞融合度条件下进行转染,转染后细胞死亡率仅为5%左右,不仅较初代RFect试剂实现了更低的细胞毒性,甚至略优于国际权威试剂RNAiMAX。这一特性使其在对毒性敏感的细胞系(如原代细胞、干细胞、肿瘤细胞系等)转染中具有独特优势,为这类细胞的基因功能研究提供了更可靠的技术支持。
转染效率也是该试剂的核心竞争力之一。RFect V2试剂盒中配套研发了专属siRNA转染增强剂,该增强剂通过调节细胞膜表面的电荷分布与受体表达,有效抑制了细胞对异源核酸的免疫排异反应,促进了转染复合物与细胞膜的融合及胞内释放过程。大量实验数据表明,RFect V2在多种贴壁细胞(如Hela、HEK293、BEAS-2B等)中的 mRNA 敲除效率可高达95%左右,较初代 RFect试剂提升了5-30%,并且难能可贵的是,在部分难转染细胞(如Huvec、THP -1等)中也能实现高效转染。在Hela细胞中进行的NC-FAM小核酸转染对比实验显示,RFect V2与RNAiMAX的转染效率均突破90%,在可视化层面呈现出相当的转染效果,证实了其在高效递送方面的性能优势。
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在实验操作便捷性与成本控制方面,RFect V2展现出更加显著的优势。该试剂无需依赖Opti-MEM等特殊无血清培养基,其配套的转染增强剂可直接替代无血清培养基用于转染复合物的配制,不仅简化了实验流程,还避免了因培养基更换导致的转染效率波动。同时,血清成分对RFect V2的转染效果无显著影响,转染后无需在6-8小时内进行换液处理,进一步降低了实验操作难度与细胞损伤风险,极大地提升了实验的可重复性与稳定性。
二、Lipofectamine RNAiMAX
Lipofectamine RNAiMAX作为赛默飞世尔科技旗下针对siRNA 递送优化的专用试剂,凭借其稳定的转染性能与广泛的细胞适配性,已成为目前国际公认的最为权威的siRNA转染试剂之一。尽管与Lipofectamine 2000/3000同属脂质体类转染试剂,但其在成分配比上进行了针对性的优化升级,强化了脂质体与siRNA的结合效率及胞内释放能力,相较于通用型转染试剂,对siRNA转染实验具有更强的专业性与靶向性。在关键的细胞转染密度要求方面,该试剂明确要求细胞融合度达到60-80%可启动转染流程,这一点和RFect V240%左右的最佳转染密度相比,RNAiMAX的转染密度要求高出近一倍。这一差异在很大程度上反映了两款试剂在细胞毒性控制上的性能区分:转染密度要求本质上与试剂对细胞的潜在损伤相关,更高的转染密度需求往往意味着试剂成分对细胞的刺激性相对更强,也就意味着其细胞毒性相较于RFect V2而言要略高些。
在转染效率层面,RNAiMAX通过优化的脂质体递送系统,实现了siRNA在低浓度条件下的高效胞内递送,转染性能又上了一个台阶。与Lipofectamine 3000相比,仅需极低的siRNA用量就可获得非常理想的转染效果,这不仅减少了实验成本,还降低了高浓度siRNA可能引发的非特异性基因沉默效应,提升了实验的特异性与可靠性。在操作流程上,该试剂转染后无需进行换液处理,简化了实验步骤,减少了因换液操作导致的细胞损伤及实验误差。但其在转染复合物配制过程中,仍需研究者额外采购Opti-MEM减血清培养基来进行配制,在一定程度上增加了实验的附加成本。
作为这样一款高性能的siRNA转染试剂,RNAiMAX的售价自然不菲,其一支1.5mL规格的转染试剂,定价已逾万,这一成本因素对于经费预算有限的实验室(如中小型科研团队、高校基础研究实验室)而言,构成了长期使用的主要限制,使得研究者在试剂选择时需在性能与成本之间进行权衡。
三、Lipofectamine 3000
Lipofectamine 3000是一款市场占有率和知名度都很高的转染试剂,也是最为经典的第一代siRNA转染试剂。该试剂采用脂肪纳米微粒技术构建脂质体递送系统,属于典型的脂质体类转染试剂。相较于前代产品 Lipofectamine 2000,Lipofectamine 3000在试剂成分上进行了针对性优化,主要通过调整脂质体的组成比例与表面修饰,降低了对细胞的毒性作用,这一改进使其在细胞相容性方面得到了一定提升。然而,尽管厂家在说明书中声称该试剂对细胞作用温和,转染后非必需换液,但大量科研实践表明,该试剂对部分细胞系(尤其是对脂质体敏感的细胞)仍存在较为明显的细胞毒性。多数研究者在分享转染经验时建议转染后6-8小时需及时更换新鲜培养基,若未进行换液处理,细胞死亡率可能高达20-30%,这一现象限制了其在敏感细胞类型中的应用。不过,对于一些耐受性强的细胞,Lipofectamine 3000还是有比较不错的转染效率的。因而,研究者在选择使用Lipofectamine 3000时,需要考虑所要转染的细胞对脂质体的毒性是否耐受。
另外,在操作层面上,使用Lipofectamine 3000进行转染复合物配制时,也需要额外购买Opti-MEM减血清培养基。同时,换液操作的必要性也使得实验流程更为繁琐,延长了实验周期,且可能因换液时机的差异导致实验结果的重复性降低。
综上,在上述几款常用siRNA转染试剂的性能阐述中,我们不难发现,RFect V2作为一款自主研发的国产siRNA转染试剂,其siRNA转染性能已实现对Lipofectamine 3000的全面超越,且在核心性能指标上可完全媲美国际权威试剂Lipofectamine RNAiMAX,甚至在细胞毒性方面还略有优势。相较于高价进口转染试剂,RFect V2凭借其卓越的性能与高性价比优势,目前已成为国内众多高校(如北京大学、复旦大学、上海交大、浙江大学等)、科研院所(如中国科学院、中国医学科学院等)开展siRNA相关研究的首选试剂。
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