这三件事经常被混在一起问:我这个基因要不要敲、要敲到什么程度、用什么手段做。顺序其实很简单——先看目的,再选手段。下面这张表是三个方向的实际差别。
| 对比项 | 瞬时转染 质粒 / shRNA / siRNA | 慢病毒稳转株 | CRISPR/Cas9 敲除 |
|---|---|---|---|
| 动的是什么 | 转录本:降解 mRNA 或过量表达 | 转录本:整合进基因组后长期表达 | 基因组 DNA:片段缺失 |
| 改到什么程度 | 部分降低,通常 60–90% | 部分降低,但可长期维持 | 蛋白完全缺失 |
| 能维持多久 | 数天,随传代稀释掉 | 长期稳定,可冻存建库 | 永久,可传代、可建库 |
| 适合做什么 | 快速验证表型、筛靶点、备测序样本 | 需要多次重复、要进动物实验 | 结论必须是"彻底没有这个蛋白";非编码 RNA 片段缺失 |
| 主要风险 | 效率随细胞类型与代次波动 | 病毒制备与滴度、插入位点效应 | 单克隆筛选较慢;部分基因敲掉后细胞不长 |
细胞系共享、身份错配、支原体污染——这三件事毁掉的实验,比技术难度本身多得多。所以我们把培养当成项目的第一道质控,而不是"顺手养一下"。
细胞均来源于国内外可靠细胞库。这一步看着繁琐,但它是后面所有结果能被重复的前提——审稿人问"你怎么确认这是这个细胞"时,报告就是答案。
支原体污染最麻烦的地方是不显形——细胞照样长,实验照样出结果,但数据已经不可信了。我们的做法分三段:
从源头剔除带污染源的细胞,维持洁净种子库,不让问题进到项目里。
用业内认可的支原体检测试剂盒例行每周检测;项目样品制备前必检一次,及时发现、动态清零。
客户珍贵细胞已经污染,可用已积累的多种清除方案处理,尽量把细胞救回来。
研究一个基因的功能,最常用的手段就是把它敲低或过表达,再看转录组、通路和表型怎么变。两条路:瞬时转染(质粒 / shRNA / siRNA)和慢病毒感染制备稳转模型。差别不在"哪个更先进",而在你的细胞吃哪一套。
难点也在这儿:不同细胞要不同的转染条件;同一个基因,选敲低还是过表达取决于你问的问题;而质控能不能过关,直接决定后面测序和表型数据可不可信。
细胞鉴定正确、支原体阴性报告先到位。
拍照留档,再次确认支原体阴性。
脂质体转染 / 电转 / 慢病毒感染 / 腺病毒感染,需要时加荧光拍照。
RNA 提取与质检、引物设计、qPCR 算敲低或过表达倍数。
蛋白水平验证,灰度值做显著性分析。
下面按科室/疾病方向列了我们实际做过的细胞,包含但不限于此。同一株细胞在不同实验室的转染效率能差一倍,所以这张表的用处是:如果你的细胞在表里,说明条件基本摸好了。
| 科室/疾病方向 | 已做过的细胞 |
|---|---|
| 眼科 | ARPE-19、SRA01/04、HRMEC 等 |
| 耳鼻喉科 | HEI-OC1、C666-1、TU212、CAL-27、FaDu 等 |
| 心血管内科 | HL-1、H9C2、HUVEC 等 |
| 呼吸科 | A549、Calu-3、BEAS-2B、PC-9 等 |
| 消化科 | HCT116、AGS、SW620、KYSE150、STC-1、TE-1、MKN-45、HGC-27、SW480 等 |
| 肝胆胰外科 | HuH-7、HepG2、BxPC-3、GBC-SD、WRL68、CAFS 等 |
| 肾病科/内分泌科 | HK2、PC-12、293T、786-O 等 |
| 血液病科/风湿免疫科 | THP-1、Jurkat、MOLM-13、K-562 等 |
| 神经内科 | SHSY5Y、HT22、N2A、BV2 等 |
| 神经外科 | GH3、U251、N9、U87MG、T98G、MMQ 等 |
| 骨科 | SW1353、MC3T3-E1、HOS、C2C12 等 |
| 普外科 | BHT101、BCPAP 等 |
| 皮肤科 | HaCaT、HKF 等 |
| 泌尿科 | 22RV1、5637、RT4、UMUC3、PC-3、TM4 等 |
| 妇科 | HeLa、SKOV3、KGN、HTR8-SVneo、Bewo、SiHa 等 |
| 乳腺科 | MDA-MB-231、MDA-MB-468 等 |
以人脐静脉内皮细胞 HUVEC 的慢病毒敲低为例,四道质控依次过。这也是我们判断一个模型能不能往下交的标准。
敲低是"少一点",敲除是"没有"。CRISPR/Cas9 直接在基因组层面动手:在目的基因上下游各设计一条向导 RNA(sgRNA),和携带 Cas9 的质粒一起转入细胞。sgRNA 通过碱基配对靶向 PAM(NGG)上游的序列,Cas9 的两个核酸酶结构域把双链切断;细胞自身的 DNA 损伤修复机制把断口两端接起来,中间那段就丢了——目标基因被精确敲除。
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