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公司新闻/正文
mRNA细胞转染效率上不去？一文理清提效思路
28 人阅读发布时间：2026-04-20 14:00
mRNA技术正掀起一场革命，其直接递送、安全性高的核心优势，使其在基因功能研究、疫苗开发和细胞治疗领域愈发关键。然而，实现mRNA高效递送，同时保持细胞活性和实验可重复性，仍是许多研究者的困扰。
本期细胞学堂系统地拆解mRNA转染的各个环节，提供一套从原理到实践的优化策略作为参考。
一、什么是mRNA转染？
mRNA转染是指将体外合成的mRNA通过某种方式导入细胞内，使其在细胞质中直接翻译成目标蛋白质的一项技术（图1）。
与DNA质粒转染不同，DNA质粒需先克服核膜屏障，还得依赖细胞自身的转录机制；而mRNA不需要进入细胞核。因此不存在整合到宿主基因组的风险，避免了插入突变情况的发生，具有更高的生物安全性。此外，mRNA转染表达启动快，持续时间短，可控性强，可有效避免长期表达而引发的细胞毒性问题。
正因如此，mRNA非常适合用于瞬时表达研究，包括功能获得性实验、CRISPR-Cas9基因编辑（可减少脱靶效应）以及快速生产重组蛋白等应用。
然而，也正是因为mRNA转染路径“更短”，所以它对分子稳定性、递送效率和胞内环境提出了更高的要求。
图1 DNA与mRNA转染原理示意图
二、mRNA转染为何pin频受阻？
要实现稳定且高效的mRNA表达，必须了解mRNA从体外环境进入细胞内并发挥功能的完整路径。即便是一条设计精良的mRNA分子，想要成功表达，也需要经历重重关卡。
01、mRNA分子本身的脆弱性
mRNA是单链RNA分子，其磷酸二酯键易被广泛存在的RNA酶（RNase）降解，无论是在体外操作过程中，还是在细胞内环境中都高度不稳定。
未经修饰的mRNA容易被细胞内天然免疫系统（如TLR和RIG-I受体）识别，引发强烈的炎症反应和干扰素应答。这不仅会抑制目标蛋白的翻译，还可能引起明显的细胞毒性。
02、递送壁垒
mRNA是带有负电荷的亲水大分子，无法自行穿过细胞膜的脂质双层结构，必须依赖递送载体将其包裹，借助内吞作用才能进入细胞。
进入细胞后，如果mRNA-载体复合物不能及时从内吞体中“逃逸”到细胞质中，就会随着内吞体-溶酶体途径被逐步降解，最终无法实验表达。
因此，mRNA转染优化需贯穿全过程：从mRNA的分子设计（稳定性和免疫原性），到递送载体的选择与配制（胞吞和逃逸效率），再到细胞与培养条件的准备（创造最佳转染环境），任何一个环节受限，都会对最终的表达结果产生显著影响。
三、mRNA转染关键优化维度
成功的mRNA转染是多重因素协同作用的结果。通常建议从以下四个维度开展系统优化工作。
01、细胞状态与培养
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使用状态佳、传代次数较低的细胞；
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确保细胞无支原体污染以及其它污染；
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转染时，细胞汇合度控制在70%-90%（可参考对应厂家的说明书来调整细胞密度），细胞密度过低或过高均会影响转染效率，实际密度还需结合具体细胞类型进行适当调整。
02、mRNA质量控制
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使用体外转录（IVT）制备的mRNA，必须经DNase I去除模板DNA，再采用LiCl沉淀或硅胶柱等方法进行纯化；
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确保mRNA的完整性指数（RIN）>8.0，OD260/280值在1.8-2.1之间，无明显降解条带。
03、转染试剂的选择
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选择具有高递送效率、低细胞毒性、重复性好的市售转染试剂。不同细胞类型对转染试剂的适应性有所差异，因此可优先考虑针对特定细胞类型的专用转染试剂。
04、转染操作流程
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参考说明书推荐的mRNA与转染试剂的比例，并结合具体实验体系进行优化。需要特别注意的是，mRNA转染没有“通用最佳条件”，只有通过不断尝试和调整，找到最适合所使用的细胞、mRNA、实验目的以及转染试剂的最佳条件，才能实现理想的转染效果。
四、转染效果评估
在mRNA转染后的24-48小时，是评估mRNA转染效率的关键时间段。
1. 免疫荧光：
若使用带EGFP等荧光报告基因的mRNA进行转染，通过荧光显微镜就能直接观察阳性细胞的比例和荧光的强度。
2. 流式细胞术：
流式细胞术可精确地对转染效率进行定量分析，可以得出阳性细胞百分比和平均表达强度。
3. 功能检测：
Western Blot法可用于检测目标蛋白的表达水平；ELISA法定量检测分泌型蛋白的量；荧光素酶报告系统（如MetLuc）可定量检测表达活性。
五、常见问题与注意事项
Q、mRNA为何不稳定？如何处理？
A、mRNA极易被RNase降解，在整个实验操作过程中，必须使用无RNase的试剂耗材（比如无RNase的枪头、离心管和溶液等），从源头上避免RNase的污染。
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mRNA分装后应于-80°C长期保存，同时要避免反复冻融，在配制和使用工作液时，要全程在冰上进行操作，以维持mRNA的活性。
Q、转染效果不一致的原因？
A、需严格控制细胞代次，使用处于对数生长期的健康细胞，并确保mRNA的纯度。
多与细胞状态不均一或者mRNA质量不佳有关。
Q、细胞毒性过高怎么办？
A、缩短复合物与细胞的共孵育时间（如4 h-6 h后换液），降低细胞长时间接触复合物所带来的毒性影响。
适当降低mRNA用量或调整载体/mRNA比例。
Q、如何降低免疫原性？
A、在一些对免疫反应较为敏感的研究（如干细胞、体内应用）中，建议使用高纯度且经过HPLC纯化的mRNA，以减少免疫刺激。
另外，不同细胞类型的mRNA转染效率存在明显差异。例如，对不同细胞使用普诺赛®Mergene1000®专用mRNA转染试剂和T品牌L3000转染EGFP-mRNA时，效率对比结果就体现了这种差异。所以选择匹配的转染策略是提高mRNA转染成功率的关键所在。
以上是关于mRNA转染的核心知识点与实验优化技巧的干货总结，从原理到实操，从问题到解决，助力提升转染实验成功率～
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