细胞转染技术在生命科学研究中具有广泛的应用，例如基因表达研究、功能研究、基因治疗和药物开发等，通过转染，可以实现基因编辑、蛋白质表达、信号传导研究等，为揭示细胞机制、开发新药和治疗疾病提供了重要工具。

一、细胞转染方法

目前细胞转染方法主要分为生物方法、化学方法和物理方法三大类。生物方法包括病毒转染法；化学方法包括阳离子脂质体法、阳离子聚合物法、磷酸钙共沉淀法、DEAE-葡聚糖法；物理方法包括电穿孔法、基因枪法（粒子轰击法）、显微注射法、激光介导转染法。

1. 病毒转染法

(1) 原理：在经过改造的病毒载体中插入目的基因片段，然后包装成能够产生含有目的基因的重组病毒。这些重组病毒能够感染细胞，从而将目的基因导入宿主细胞，实现特定目的基因的转染过程

(2) 应用：稳定转染

(3) 优点：高转染效率（对原代细胞有80~90%）；适用于较难转染的细胞系；可用于体内转染

(4) 缺点：被转染的细胞系必须含有病毒受体；基因插入大小受限（病毒载体10kb，非病毒载体100kb）；技术难度高，且构建重组蛋白很费时；存在生物安全问题

2. 阳离子脂质体法

(1) 原理：利用阳离子表面活性剂，如季铵盐等，来构建一种囊泡结构。阳离子脂质体通过吸附在癌细胞表面的负电荷来作用于细胞膜，导致细胞膜的电荷失衡，从而引发细胞膜破裂或细胞内物质泄漏，达到药物递送和细胞转染的效果

(2) 应用：稳定转染；瞬时转染

(3) 优点：操作快速简单、结果可重复、转染效率高，可用于体内转染

(4) 缺点：有些细胞系不容易转染；血清的存在干扰复合物的形成，导致转染效率低，培养基中血清的缺失会增加细胞毒性

3. 阳离子聚合物法

(1) 原理：生理pH条件下把DNA包裹形成复合物，防止被DNase降解，然后附着在细胞膜上被内吞进入胞内，破裂释放后，DNA进入细胞质中，从而发挥一定的功能

(2) 应用：瞬时转染

(3) 优点：在血清中稳定，对温度不敏感；高转染效率（限制细胞系）；结果可重复

(4) 缺点：对某些细胞有毒性；不能生物降解（树枝状大分子）

4. 磷酸钙共沉淀法

(1) 原理：将外源DNA与磷酸钙盐混合，利用细胞膜对外源DNA的吸附能力，以及细胞胞浆对DNA的摄取能力，使外源DNA进入细胞内部完成转染

(2) 应用：稳定转染；瞬时转染

(3) 优点：便宜且容易获得；适用于生产瞬时和稳定的蛋白质；转染效率高（不限制细胞系）

(4) 缺点：可重复性较差；有细胞毒性，尤其对原代细胞；由于其含高浓度的磷酸盐，不能采用RPMI培养基；不适用于动物体内转染

5. DEAE-葡聚糖法

(1) 原理：利用聚糖分子与细胞膜上的带正电荷的蛋白质相互作用，增加细胞膜对DNA等大分子物质的通透性，从而将外源DNA导入细胞内

(2) 应用：瞬时转染

(3) 优点：便宜且操作简单；结果可重复

(4) 缺点：对某些细胞有化学毒性；转染效率低，尤其在原代细胞中

6. 电穿孔法

(1) 原理：利用高压脉冲电流瞬间破坏细胞膜，使其形成临时孔隙，以便大分子（如DNA）能进入细胞内部

(2) 应用：稳定转染；瞬时转染

(3) 优点：条件优化后可产生重复性的结果；不需要载体；不限制细胞类型和条件

(4) 缺点：需要特殊的设备；需要优化电转脉冲和电压参数；对细胞伤害很大

7. 基因枪法（粒子轰击法）

(1) 原理：通过将待转染的外源DNA或RNA通过高速粒子作为载体，轰击受体细胞，使外源遗传物质进入细胞内，从而实现基因或药物的导入

(2) 应用：稳定转染；瞬时转染

(3) 优点：不限制细胞类型和条件；可用于动物体内转染；方法直接，结果可靠

(4) 缺点：需要昂贵的设备；细胞死亡率很高，因此需要准备大量细胞；转染效率相对较低

8. 显微注射法

(1) 原理：将外源核酸分子包裹在脂质体或其他适宜的载体中，通过显微镜操作和精细注、射将其直接注入细胞内部，从而使外源DNA或RNA分子进入细胞，实现基因的表达或功能相关的改变

(2) 应用：稳定转染；瞬时转染

(3) 优点：不限制细胞类型和条件；可以单细胞转染；方法直接，结果可靠；不需要载体

(4) 缺点：需要昂贵的设备；有技术要求，且是劳动密集型（一次只能转染一个细胞）；常引起细胞死亡

9. 激光介导转染法

(1) 原理：使用激光脉冲瞬时透化细胞膜，当激光诱导膜产生微孔时，培养基和胞质之间的渗透压差异有利于培养基中的核酸或其他所需物质（离子、小分子、蛋白、半导体纳米晶体等）进入细胞

(2) 应用：瞬时转染

(3) 优点：可用于非常小的细胞；允许单细胞转染或同时转染大量细胞；不需要载体；转染效率高

(4) 缺点：需要昂贵的激光显微镜系统；需要贴壁细胞；有技术要求

二、细胞转染类型

细胞转染主要分为稳定转染和瞬时转染两种类型。

稳定转染：指将外源DNA导入细胞中，目的基因能够入核，并整合到宿主细胞基因组中，通过药物加压筛选，只保留成功转染的阳性细胞，使其在细胞分裂和传代过程中持续稳定地存在和表达。通过稳定转染，外源DNA能够遗传给后代细胞，从而实现长期的基因表达。

瞬时转染：指将构建好的质粒通过某种方式导入到细胞内，外源DNA/RNA不整合到宿主染色体中，因此一个宿主细胞中可存在多个拷贝数，产生高水平表达，但通常只持续几天，直到外源基因在细胞分裂过程中因各种因素丢失为止。

稳定转染和瞬时转染的主要区别详见表格。