轉(zhuǎn)染時用的含血清的培養(yǎng)基是什么

    在細胞轉(zhuǎn)染實驗中，“轉(zhuǎn)染時用的含血清的培養(yǎng)基是什么"是很多新手容易混淆的問題。有人說是Opti-MEM，有人說是DMEM培養(yǎng)基，還有人說是轉(zhuǎn)染專用減血清培養(yǎng)基——這些說法其實都不算錯，但分別對應(yīng)轉(zhuǎn)染流程中不同的階段和用途。

    轉(zhuǎn)染時用的含血清的培養(yǎng)基，實際上指向轉(zhuǎn)染實驗中三種不同功能、不同血清含量的培養(yǎng)基：制備復(fù)合物階段的無血清或減血清培養(yǎng)基（如Opti-MEM、DMEM基礎(chǔ)培養(yǎng)基），轉(zhuǎn)染過程中的含血清培養(yǎng)基（如DMEM+5-10%FBS），以及轉(zhuǎn)染后更換的含血清培養(yǎng)基（培養(yǎng)基）。三者各司其職，用錯了階段，轉(zhuǎn)染效率可能大打折扣。

    血清中含有大量的蛋白質(zhì)，在轉(zhuǎn)染過程中，帶負電的蛋白質(zhì)可能干擾陽離子脂質(zhì)體對核酸的吸附，影響轉(zhuǎn)染效率。理解轉(zhuǎn)染時用的含血清的培養(yǎng)基是什么，本質(zhì)上就是在理解血清在不同階段對轉(zhuǎn)染效率的差異化影響，以及如何通過合理選擇培養(yǎng)基來平衡“轉(zhuǎn)染效率"與“細胞存活率"這對矛盾。

一、先看核心結(jié)論：三個階段，三種培養(yǎng)基

    在深入展開各類培養(yǎng)基的技術(shù)細節(jié)之前，先用一個框架來回答轉(zhuǎn)染時用的含血清的培養(yǎng)基是什么：轉(zhuǎn)染實驗全流程涉及三種不同功能的培養(yǎng)基——復(fù)合物制備階段用無血清或減血清培養(yǎng)基（保護復(fù)合物形成），轉(zhuǎn)染階段可用含血清培養(yǎng)基（維持細胞狀態(tài)），轉(zhuǎn)染后更換含血清培養(yǎng)基（促進細胞恢復(fù)和表達）。

    血清對轉(zhuǎn)染的影響：它會干擾DNA-脂質(zhì)體復(fù)合物的形成、降低轉(zhuǎn)染效率，但同時又能為細胞提供營養(yǎng)因子、減少轉(zhuǎn)染引起的細胞死亡。因此，轉(zhuǎn)染實驗的策略從來不是“一刀切"地加或不加血清，而是在不同階段有選擇地控制血清的參與程度。

    轉(zhuǎn)染用的培養(yǎng)液可以含血清也可以不加，如加血清則應(yīng)在DNA-陽離子脂質(zhì)體復(fù)合物形成后加入。接下來逐一拆解三個階段的培養(yǎng)基選擇邏輯。

    階段一：復(fù)合物制備——為什么不能含血清？

    轉(zhuǎn)染時用的含血清的培養(yǎng)基是什么？在復(fù)合物制備階段，答案是明確的：這個階段不能使用含血清的培養(yǎng)基。

    DNA-陽離子脂質(zhì)體復(fù)合物形成時不能含血清，因為血清會影響復(fù)合物的形成。血清中的蛋白質(zhì)（尤其是帶負電的蛋白質(zhì)）可能干擾陽離子脂質(zhì)體等轉(zhuǎn)染試劑與核酸的結(jié)合，影響復(fù)合物的形成，從而降低轉(zhuǎn)染效率。對于傳統(tǒng)的脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑，血清的存在可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)染復(fù)合物不穩(wěn)定，甚至引發(fā)細胞毒性。

    無血清的高糖DMEM培養(yǎng)基是稀釋液，不能使用含血清的培養(yǎng)基進行DNA和轉(zhuǎn)染試劑的稀釋，因為轉(zhuǎn)染復(fù)合物的形成過程不能含有血清。

    這一階段常用什么培養(yǎng)基？

    這個階段常用培養(yǎng)基是Opti-MEMI減血清培養(yǎng)基或無血清DMEM。Opti-MEM是一種改良型減血清培養(yǎng)基，本質(zhì)上是MEM的改良版本，它和陽離子脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑搭配使用時，能顯著提高轉(zhuǎn)染效率，原因是低血清環(huán)境減少了血清對轉(zhuǎn)染試劑的干擾，使外源基因更容易進入細胞。此外，轉(zhuǎn)染專用減血清培養(yǎng)基（如Modi-MEM）內(nèi)含胰島素、轉(zhuǎn)鐵蛋白、次黃嘌呤、胸苷和微量元素，這些附加組分可使血清添加量減少至少50%，而細胞生長速率或形態(tài)不發(fā)生變化。

    如果手頭沒有專用的減血清培養(yǎng)基，也可以使用常規(guī)的無血清DMEM或無血清1640作為稀釋液。

    抗生素同樣需要注意。在轉(zhuǎn)染復(fù)合物制備階段，不僅要避免血清，還應(yīng)避免抗生素。由于陽離子脂質(zhì)體試劑增加了細胞的通透性，使得對真核細胞無毒的抗生素進入細胞，從而降低細胞活性，導(dǎo)致轉(zhuǎn)染效率降低。因此，轉(zhuǎn)染復(fù)合物制備時建議使用不含雙抗的培養(yǎng)基。

    階段二：轉(zhuǎn)染過程——血清可以加，但有條件

    轉(zhuǎn)染時用的含血清的培養(yǎng)基是什么？當復(fù)合物已經(jīng)形成、加入到細胞培養(yǎng)體系中之后，培養(yǎng)基的血清要求就發(fā)生了變化。

    轉(zhuǎn)染可以使用血清，前提是DNA-陽離子脂質(zhì)體復(fù)合物形成時不含血清。轉(zhuǎn)染用的培養(yǎng)液可以含血清也可以不加，如加血清則應(yīng)在DNA-陽離子脂質(zhì)體復(fù)合物形成后加入。也就是說，復(fù)合物形成后再加血清是可行的，關(guān)鍵在于復(fù)合物形成的那段時間不能有血清干擾。

    目前市面上的轉(zhuǎn)染試劑，普遍能在血清存在下不受干擾遞送核酸，因此無需在轉(zhuǎn)染過程中去除血清，建議轉(zhuǎn)染時使用含血清培養(yǎng)基，尤其是比較脆弱的細胞類型。

    在轉(zhuǎn)染前1小時，可換用37℃預(yù)熱過的不含雙抗的培養(yǎng)基，通常含F(xiàn)BS5%，此處血清不影響轉(zhuǎn)染效率。采用含血清的全培養(yǎng)基有助于提升轉(zhuǎn)染效率，培養(yǎng)基中也可加入抗生素。

    為什么有血清反而有助于轉(zhuǎn)染？

    血清能提供營養(yǎng)因子，幫助細胞在轉(zhuǎn)染過程中維持健康狀態(tài)，減少因轉(zhuǎn)染引起的細胞應(yīng)激和死亡。對于對血清缺乏比較敏感的細胞，無血清條件可能導(dǎo)致細胞狀態(tài)惡化，影響實驗結(jié)果。

    因此，對于大部分常規(guī)細胞系（如293T、HeLa等），轉(zhuǎn)染過程中使用含5-10%血清的培養(yǎng)基是一個兼顧轉(zhuǎn)染效率和細胞存活率的選擇。

    階段三：轉(zhuǎn)染后——為什么最好換為含血清培養(yǎng)基？

    轉(zhuǎn)染時用的含血清的培養(yǎng)基是什么？轉(zhuǎn)染完成后，培養(yǎng)基的處理同樣影響最終效果。

    轉(zhuǎn)染后在6小時左右最好換液且換為有血清的培養(yǎng)基，其一因為普通轉(zhuǎn)染試劑對細胞的毒性作用大，其二可降低因血清的缺乏引起的細胞的死亡。使用脂質(zhì)體等轉(zhuǎn)染試劑時，轉(zhuǎn)染前換無血清培養(yǎng)基，轉(zhuǎn)染后4-6小時再更換成有血清培養(yǎng)基，這其實是為了減輕轉(zhuǎn)染造成的細胞毒性。

    加入血清的時機也需要注意：加入過早會引起未轉(zhuǎn)染細胞的優(yōu)勢生長，過晚會引起較多細胞死亡?？蓪崟r觀察，當約1/5的細胞變圓的時候加入血清。

    不同轉(zhuǎn)染試劑的操作差異。部分新型轉(zhuǎn)染試劑（如Entranster）采用有血清轉(zhuǎn)染，不用在有血清和無血清之間更換，整個轉(zhuǎn)染過程可以在含血清且含抗生素的培養(yǎng)基中操作，無需更換培養(yǎng)基。因此，具體是否需要換液、何時換液，建議以所用轉(zhuǎn)染試劑的說明書為準。

二、三種培養(yǎng)基橫向?qū)Ρ龋撼煞?、用途與時機

    以下快速對比幫助理解轉(zhuǎn)染各階段培養(yǎng)基的差異：

    復(fù)合物制備階段：常用Opti-MEM、無血清DMEM，血清含量為0%，用于稀釋DNA和轉(zhuǎn)染試劑、形成復(fù)合物。血清會干擾復(fù)合物形成，必須無血清，同時避免抗生素。此階段是轉(zhuǎn)染效率的關(guān)鍵控制點。

    轉(zhuǎn)染過程：常用DMEM培養(yǎng)基，血清含量為5-10%，用于維持細胞在轉(zhuǎn)染過程中的健康狀態(tài)。復(fù)合物形成后再加入，血清不影響轉(zhuǎn)染，但能減少細胞死亡。

    轉(zhuǎn)染后更換：常用DMEM培養(yǎng)基，血清含量為5-10%，用于促進細胞恢復(fù)、降低脂質(zhì)體毒性。轉(zhuǎn)染后4-6小時更換，過早或過晚都會影響結(jié)果。

    不同細胞的差異化策略：沒有“一刀切"的答案

    不同的細胞及轉(zhuǎn)染試劑要求轉(zhuǎn)染的條件是不同的。例如HeLa、293、CHO、COS7、MCF-7、HepG2等細胞，是否加血清對不同細胞有不同影響，有些細胞可以有血清，有些加血清就會受影響。

    HeLa、293T等常規(guī)細胞系在無血清條件下轉(zhuǎn)染效率較高，轉(zhuǎn)染過程中換為含血清培養(yǎng)基有助于維持細胞存活。原代細胞、干細胞等對血清缺乏敏感的細胞，建議選擇兼容血清的轉(zhuǎn)染試劑，或全程使用含血清條件。對于新細胞系，建議測試含血清與無血清條件下的轉(zhuǎn)染效率，選擇合適的方案。

    轉(zhuǎn)染時用的含血清的培養(yǎng)基是什么——一個完整的操作實例

    以脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染293T細胞為例，以下流程可幫助理解轉(zhuǎn)染時用的含血清的培養(yǎng)基是什么的實際應(yīng)用：

    鋪板階段：用含10%FBS的DMEM培養(yǎng)基鋪板，使細胞在轉(zhuǎn)染當天達到70-90%融合度。此階段不需要無血清條件。

    復(fù)合物制備：將DNA和脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑分別用無血清DMEM或Opti-MEM稀釋，室溫靜置5-15分鐘形成復(fù)合物。此階段絕對不能用含血清培養(yǎng)基。

    復(fù)合物加入細胞：將復(fù)合物加入細胞培養(yǎng)板中，輕輕混勻。此時培養(yǎng)基中是否含血清取決于實驗設(shè)計——可在復(fù)合物形成后加入血清，也可全程使用無血清條件。

    轉(zhuǎn)染后換液：轉(zhuǎn)染后4-6小時，更換為含5-10%FBS的培養(yǎng)基，去除未進入細胞的脂質(zhì)體復(fù)合物，減輕細胞毒性。

    表達檢測：繼續(xù)培養(yǎng)24-48小時后檢測轉(zhuǎn)染效率或目標蛋白表達。

總結(jié)

    轉(zhuǎn)染時用的含血清的培養(yǎng)基是什么？歸納起來就是“階段不同、血清含量不同"的三步判斷邏輯。

    復(fù)合物制備階段——用無血清或減血清培養(yǎng)基（Opti-MEM、無血清DMEM），血清含量0%，避免血清蛋白干擾復(fù)合物形成。轉(zhuǎn)染過程——復(fù)合物形成后，可用含5-10%FBS的培養(yǎng)基，血清不影響已形成的復(fù)合物，反而有助于維持細胞狀態(tài)。轉(zhuǎn)染后換液——轉(zhuǎn)染后4-6小時更換為含血清培養(yǎng)基，減輕脂質(zhì)體毒性、降低細胞死亡率。

    血清在轉(zhuǎn)染實驗中是把：它在復(fù)合物形成階段是“干擾源"，在細胞存活階段是“保護傘"。理解轉(zhuǎn)染時用的含血清的培養(yǎng)基是什么，本質(zhì)上就是理解如何在不同階段合理控制血清的參與程度——該禁的時候禁（復(fù)合物形成），該用的時候用（轉(zhuǎn)染過程和后培養(yǎng)）。

    下次做轉(zhuǎn)染時，不妨先明確手上的轉(zhuǎn)染試劑屬于哪一類（脂質(zhì)體還是新型兼容血清試劑），再根據(jù)細胞類型和試劑說明書中對血清的要求，合理選擇各階段的培養(yǎng)基類型和血清濃度。轉(zhuǎn)染效率的高低，往往就藏在這些培養(yǎng)基選擇的細節(jié)里。

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