
2025年KO 細(xì)胞培養(yǎng)全攻略:新手也能學(xué)會(huì)的操作技巧與常見問題解答
2025-10-13 17:42:20
來源/作者:普拉特澤-生物醫(yī)學(xué)整體課題外包平臺(tái)
轉(zhuǎn)染適配性:常規(guī)細(xì)胞可選脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染,難轉(zhuǎn)染的原代細(xì)胞、免疫細(xì)胞建議采用電轉(zhuǎn)或慢病毒遞送系統(tǒng);
基因表達(dá)驗(yàn)證:通過 qPCR 提前確認(rèn)目標(biāo)基因在所選細(xì)胞系中表達(dá),否則無(wú)法通過后續(xù)功能實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證敲除效果。

新手貼士:若時(shí)間緊張,可直接選用 8000 + 現(xiàn)貨 KO 細(xì)胞庫(kù)資源,涵蓋常見研究基因,即拿即用無(wú)需自行構(gòu)建。
解凍操作:37℃水浴鍋中快速晃動(dòng)凍存管,待冰晶剩余 1/3 時(shí)立即取出,避免溫度過高導(dǎo)致細(xì)胞損傷;
離心保護(hù):1000rpm 離心 5 分鐘后,用含 10% FBS 的完全培養(yǎng)基重懸,切忌直接吹打細(xì)胞團(tuán);
密度把控:復(fù)蘇初期細(xì)胞密度維持在 5×10? cells/mL,貼壁細(xì)胞需靜置 6-8 小時(shí)再更換培養(yǎng)基。
培養(yǎng)基定制:CHO-K1 等工程細(xì)胞系可在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中添加 2mg/L 重組胰島素,細(xì)胞增殖效率提升 17%,蛋白產(chǎn)量提高 51%;
氣體平衡:CO?濃度嚴(yán)格控制在 5%,濕度保持 95% 以上,避免培養(yǎng)基 pH 波動(dòng)超過 0.2;
傳代時(shí)機(jī):貼壁細(xì)胞融合度達(dá) 70%-80% 時(shí)傳代,懸浮細(xì)胞密度至 2×10? cells/mL 時(shí)稀釋,過度密集易導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。
極限稀釋法:將細(xì)胞稀釋至 0.5 個(gè) / 孔,添加 20% 條件培養(yǎng)基(同系細(xì)胞上清),克隆形成率提升 30%;
FACS 分選法:對(duì)帶熒光標(biāo)記的細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞分選,適用于難篩選的懸浮細(xì)胞,分選后需靜置 24 小時(shí)再觀察;
克隆鑒定:至少擴(kuò)增 50-100 個(gè)單克隆,通過 PCR + 測(cè)序確認(rèn)雙等位基因敲除,避免雜合克隆干擾實(shí)驗(yàn)。
問題根源:sgRNA 設(shè)計(jì)不合理或轉(zhuǎn)染方式錯(cuò)配;
解決策略:
用 CRISPick、CHOPCHOP 工具設(shè)計(jì) GC 含量 40%-60% 的 sgRNA,優(yōu)先選擇早期外顯子靶點(diǎn);
難轉(zhuǎn)染細(xì)胞采用 Cas9 RNP(蛋白 + sgRNA 復(fù)合物)瞬時(shí)遞送,降低脫靶同時(shí)提升效率。
問題根源:雙等位基因編輯概率低(通常 < 10%),或目標(biāo)基因?yàn)楸匦杌颍?/span>
解決策略:
同時(shí)設(shè)計(jì) 3 個(gè)不同 sgRNA 靶點(diǎn),編輯效率可提升至 40% 以上;
必需基因改用條件性 KO 或 CRISPRi(基因沉默)方案,避免細(xì)胞死亡。
問題根源:培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)不足或存在支原體污染;
解決策略:
fed-batch 培養(yǎng)模式中,每 48 小時(shí)添加含 8mg/L 重組胰島素的補(bǔ)料培養(yǎng)基,蛋白產(chǎn)量提高 49%;
每周用 PCR 檢測(cè)支原體,污染細(xì)胞用 0.1% 慶大霉素處理 24 小時(shí)。
問題根源:Cas9 持續(xù)表達(dá)或 sgRNA 同源性過高;
解決策略:
選用高保真 Cas9 蛋白,減少非特異性切割;
驗(yàn)證階段結(jié)合 Sanger 測(cè)序(基因組層面)+Western Blot(蛋白層面)雙重確認(rèn)。
問題根源:凍存液配方不當(dāng)或降溫速度失控;
解決策略:
采用 10% DMSO+90% FBS 凍存液,貼壁細(xì)胞可額外添加 5% 海藻糖;
程序降溫盒中 - 80℃靜置 12 小時(shí)后轉(zhuǎn)移至液氮,避免直接冷凍。

基因組層面:PCR 擴(kuò)增目標(biāo)基因片段,Sanger 測(cè)序確認(rèn)移碼突變或片段缺失;
蛋白層面:Western Blot 檢測(cè)目標(biāo)蛋白表達(dá),無(wú)條帶或條帶顯著減弱即為有效敲除;
功能層面:通過流式細(xì)胞術(shù)、免疫熒光或細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表型變化,例如腫瘤相關(guān)基因 KO 后需檢測(cè)細(xì)胞凋亡率。
設(shè)計(jì)工具:源井生物 EZ-editor?系統(tǒng)(1 分鐘生成 3 套敲除方案)、CRISPOR(脫靶預(yù)測(cè));
培養(yǎng)試劑:無(wú)血清化學(xué)成分限定培養(yǎng)基(適合 CHO-K1 細(xì)胞)、重組胰島素補(bǔ)料(提升產(chǎn)能);
驗(yàn)證試劑盒:T7E1 核酸酶檢測(cè)試劑盒(快速評(píng)估編輯效率)、WB 內(nèi)參抗體(確保實(shí)驗(yàn)可靠性)。
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