合成siRNA转染与验证:24孔板10 nM起始条件

用两条独立siRNA、非靶向与转染对照建立可解释的敲低实验。

01本篇适用条件

普通非感染性、已验证可用RNAiMAX转染的贴壁培养细胞;24孔板每孔最终500 μL、siRNA5 pmol即10 nM。使用预设计合成siRNA两条靶向同一普通教学报告基因或无害内源靶点;设非靶向、仅转染试剂、未处理及已知有效阳性。本文不提供病毒载体。

02实验原理

合成双链小RNA与脂质形成复合物进入细胞,RISC介导靶RNA降低。mRNA与蛋白时间窗不同;相同表型可能来自毒性或脱靶,需两条独立序列、匹配非靶向和表达定量共同解释。

胞内转录和胞外导入dsRNA的全部路径示意

原图保留双向转录、RNA转录物、异源融合、转化以及胞外合成导入路径。属于历史机制背景;本文只采用已合成短siRNA,不包含长dsRNA、病毒或表达载体制备。

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Dicer处理、siRNA进入RISC及靶mRNA降解的完整机制图

原图完整保留Dicer、siRNA、RISC及靶mRNA路径。旧资料的部分术语与方向说明已简化;现代解释以向导链介导AGO/RISC识别靶RNA为准,合成短siRNA可直接进入相应途径,不能把图视作所有细胞的统一反应时间或效率。

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03安全与适用范围

细胞操作在适配生物安全设施内进行;仅使用已确认无感染性的普通培养细胞和合成siRNA。RNAiMAX按SDS防护,细胞培养废液和含核酸耗材依本单位流程处理;本篇不含病毒递送。

04材料与仪器

  • 无污染健康细胞、适配培养基、Opti-MEM、RNAiMAX、10 μM合成siRNA、非靶向和阳性siRNA、RT-qPCR及靶蛋白检测条件。
  • 24孔板、细胞计数与显微镜、37°C5%CO₂培养箱、RNA/蛋白收样管;n至少3独立培养批次才用于推断。

05配液与用量

项目本例配制/用量核对点
10 μM siRNA工作液20 μM储备液10 μL+水10 μL20 μL,1 μL=10 pmol
每条件双孔脂质液RNAiMAX3 μL+Opti-MEM47 μL50 μL;每孔1.5 μL RNAiMAX
每条件双孔siRNA液10 μM siRNA1 μL+Opti-MEM49 μL50 μL、10 pmol
混合/每孔两管各50 μL混合100 μL;每孔取50 μL加450 μL培养基最终500 μL,siRNA5 pmol即10 nM

06时间安排

阶段条件预计时间
铺板24孔、每孔0.5–2×10⁵细胞范围内确定前1天
形成复合物室温5分钟
mRNA检测37°C24–48小时
蛋白检测37°C48–72小时,按半衰期验证

07开始前的准备

选定每孔1×10⁵细胞,前一天铺板使转染时60%–80%汇合。6条件(siA、siB、非靶向、脂质、水/未处理、已知阳性)各为不同收样时间预留独立孔;本次每条件双孔是技术/培养重复,不冒称独立生物学重复。本例精确补足两管各50 μL;需操作余量时全套同比放大,不改变每孔剂量。

siRNA脂质体转染七阶段操作图和96、24、6孔完整用量表

保留细胞播种、脂质体和siRNA分管稀释、等体积复合、孵育、加细胞与观察全部七阶段及三种孔板列。本文24孔剂量若做梯度,应以正文计算替换对应siRNA用量;不把图中的固定10 nM当作所有细胞的最优浓度。

Thermo Fisher Scientific,Lipofectamine RNAiMAX Reagent Protocol,2013,物理PDF第2页公开技术资料,完整技术图教学引用点击图片查看原图 ↗

08逐步操作

  1. 记录细胞来源、传代数、支原体结果,计数后每孔铺1×10⁵细胞,37°C5%CO₂培养过夜。
  2. 转染当天在同样倍率拍各孔,确认健康且60%–80%汇合;过密或大量脱落先重铺。
  3. 按板图为每条件及收样时点编号,预留非靶向、仅脂质、未处理和已知有效siRNA对照。
  4. 各孔换为450 μL新鲜适配完全培养基;本例不加抗生素,记录血清比例保持所有孔一致。
  5. 各条件脂质管加47 μL Opti-MEM和3 μL RNAiMAX,轻混至50 μL。
  6. 各siRNA管加49 μL Opti-MEM和1 μL10 μM对应siRNA,混匀;脂质对照加50 μL Opti-MEM无siRNA。
  7. 将50 μL siRNA稀释液加入50 μL脂质稀释液,轻混,室温5分钟形成复合物。
  8. 每孔滴加50 μL相应复合物,前后左右轻摇分布;未处理孔加50 μL Opti-MEM,使各孔最终500 μL。
  9. 37°C5%CO₂培养,记录6–24小时形态和细胞数量变化,不因未见表型就追加siRNA。
  10. 24–48小时从预定mRNA孔收RNA,记录每孔细胞状态;做DNase处理、RT和no-RT/NTC。
  11. 用经验证效率相近的引物检测靶mRNA及稳定参考基因;保留原始Cq,不仅保留软件百分比。
  12. 计算ΔCq=Cq靶−Cq参考;ΔΔCq=siRNA−非靶向;在扩增效率接近2时剩余表达=2^(−ΔΔCq),敲低率=(1−剩余)×100%。
  13. 48–72小时从独立蛋白孔取样,以目标蛋白和合适归一指标验证;不能把mRNA变化等同蛋白清除。
  14. 比较siA/siB、非靶向和脂质组的表达及存活;只有两条独立序列方向一致且不被毒性解释时才建立候选效应。
  15. 在至少3次独立细胞培养批次重复确定条件,报告每次效应和变异;功能机制需要救援等额外证据。
  16. 保存板图、原图、Cq/蛋白图及剂量时间窗;剩余RNAiMAX4°C不冷冻,siRNA按标定分装条件保存。

09结果判断与质控

阳性siRNA应降低其已知靶点,非靶向/脂质/未处理组用来识别非特异反应。教学起点可预设mRNA降低≥70%且存活≥80%作为筛查线,属于本地标准,不是所有细胞通用要求;报告真实结果,未达线不掩盖。

化学合成与体外转录siRNA的β-actin结果、未转染对照及定量柱图

原Figure 2保留未转染、化学合成、体外转录三幅显微图和全部定量柱图、坐标及标签。原例为HeLa、β-actin与75 nM;此为比较两种制备路线的历史数据,不是本文低剂量筛选的推荐终浓度,也不证明所有基因都可达到原图抑制率。

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Ku70混合siRNA和未转染对照的Ku70、DAPI完整四panel

原Figure 3保留Ku70信号与DAPI两列、混合siRNA与未转染两行。原例采用RNase III产生的混合siRNA和100 nM;本文采用合成siRNA及非靶向对照,不能把未转染对照当作非靶向对照,也不沿用该剂量。

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GFP干扰表达载体与空载体的GFP、DAPI完整四panel

原Figure 4保留两种载体处理以及GFP、DAPI四幅图和列行标签。它是载体表达的长期沉默历史示例,本文合成siRNA属于短期转染;不能由本图推出本文可获得稳定沉默。

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不同启动子c-Fos表达盒的全部柱图及DAPI、c-Fos五行显微结果

原Figure 5完整保留NT、SEC、Mo-U6、Hu-U6、Hu-H1五个柱及全部显微panel和标签。原例比较RNA表达盒,不是本文合成siRNA;不同启动子结果用于理解验证必要性,不直接作为本篇预期效率。

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10实验记录模板

细胞/传代/汇合度siRNA身份/批次pmol/孔/最终nMRNAiMAXμL/孔时点/形态/存活原始Cq/归一蛋白变化独立批次/结论
待填待填待填待填待填待填待填待填

另记日期、操作者、试剂批次、设备型号、原始文件路径、偏离方案及原因;保存所有对照,失败批次也保留。

11常见问题与排错

敲低差

先看已知阳性和转染状态,再查siRNA序列及靶mRNA表达;在5–20 nM范围小规模优化。

两条结果相反

查脱靶、不同转录本和毒性,不只挑有效的一条。

mRNA降而蛋白不变

按蛋白半衰期延长时间,但维持细胞健康并使用独立孔。

12参考资料

  • 旧网络手册物理第152–161页:RNAi原理/方法,未采用旧网页序列、病毒载体或“无需检查脱靶”经验。
  • Thermo Fisher Scientific,Lipofectamine RNAiMAX Reagent Protocol,2013 Rev.1.0,物理第1–2页,查阅2026-11-02(Asia/Taipei):已核60%–80%汇合、24孔每孔5 pmol/1.5 μL、室温5分钟、37°C1–3天。本文精确补足体积并补充两条siRNA和表达/毒性验证。
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做完最后一步,再核对原始记录。填写实际用量、起止时间与观察结果;遇到异常,先记录,再查看排错说明。