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巨噬细胞吞噬能力强，为什么siRNA仍然难转染？
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在炎症通路、免疫代谢和巨噬细胞极化研究中，研究人员会用siRNA来降低某个基因的表达，之后再观察炎症因子、极化标志物或细胞功能怎样变化。但是，这类实验中经常存在一个问题，那就是一套在常规细胞系中能够获得明显敲低效果的转染条件，换到巨噬细胞后，效果却明显下降。此时即使增加siRNA或转染试剂用量，结果也不一定得到改善，反而可能影响细胞状态。 这个问题有点超出预料，因为巨噬细胞本来就擅长识别和处理外来物质，siRNA转染却还是比较困难。这是因为细胞摄取只是递送过程的开始。要让siRNA真正发挥作用，还需要从内体等胞内结构中释放到胞质，并进入RNA干扰通路。因此，巨噬细胞吞噬能力强，并不代表siRNA能够顺利完成胞内释放并实现基因沉默。 难点在于释放 巨噬细胞可以通过多种内吞途径摄取外来物质，siRNA转染复合物也可以经这些途径进入细胞。不过，进入细胞的复合物通常会被包裹在内体等胞内结构中。如果未能及时释放，就可能随着内体成熟进入溶酶体，并在其中被降解，最终能够到达胞质并参与RNA干扰的siRNA便会减少。因此，巨噬细胞虽然具有较强的摄取能力，但胞内释放仍可能成为影响基因敲低效果的关键环节。 外源RNA也可能改变细胞状态 巨噬细胞参与先天免疫反应，能够识别外源核酸和其他危险信号。这种生物学特性使其对siRNA和递送材料的刺激较为敏感。当siRNA、递送材料或复合物用量不合适时，细胞可能出现活力下降、炎症因子表达改变或极化状态变化等现象。 这种影响在炎症和极化研究中尤其需要留意。实验人员原本想观察靶基因沉默后TNF-α、IL-6、CD86、CD206等指标怎样变化，如果转染处理本身已经影响了这些指标，那么后续观察到的表型就很难说是靶基因沉默导致的。因此，巨噬细胞siRNA转染需要同时关注敲低效率和细胞状态。 巨噬细胞更需要适配的递送体系 巨噬细胞siRNA转染面临的难点，既包括siRNA进入细胞后的释放，也包括转染处理对细胞状态的影响。如果胞内释放不足，靶基因难以获得明显敲低；如果为了提高敲低效果而增加试剂用量，又可能影响细胞活力、炎症因子表达和极化状态。因此，用于巨噬细胞的siRNA转染体系，需要在有效递送与维持细胞状态之间取得平衡。 针对这一实验需求，达远辰光开发了LL TransR siRNA-m巨噬细胞专用转染试剂。该试剂采用甘露糖修饰聚合物递送设计，可与siRNA形成转染复合物，有助于保护siRNA，并促进细胞摄取和内体释放，使siRNA进入胞质并参与RNA干扰。在较低的试剂用量下，也能获得明显的靶基因敲低效果。 参考文献： [1] Dong S X M, Caballero R, Ali H, et al. Transfection of hard-to-transfect primary human macrophages with Bax siRNA to reverse Resveratrol-induced apoptosis. RNA Biology, 2020, 17(6): 755–764. DOI: 10.1080/15476286.2020.1730081. [2] Gilleron J, Querbes W, Zeigerer A, et al. Image-based analysis of lipid nanoparticle-mediated siRNA delivery, intracellular trafficking and endosomal escape. Nature Biotechnology, 2013, 31(7): 638–646. DOI: 10.1038/nbt.2612. [3] Judge A D, Sood V, Shaw J R, et al. Sequence-dependent stimulation of the mammalian innate immune response by synthetic siRNA. Nature Biotechnology, 2005, 23(4): 457–462. DOI: 10.1038/nbt1081. |
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