转染是将核酸（DNA或RNA）人工导入细胞的过程，采用各种化学、生物学或物理方法导入外源性核酸会改变细胞的特性，从而实现对细胞基因功能的研究。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。
真核生物的转录发生在细胞核中，蛋白质合成发生在细胞质中。因此，一个真核信使RNA必须从细胞核中被运出来才能被翻译成多肽。而原核细胞没有细胞核，所以它们的转录和翻译都在细胞质中进行。
一、细胞转染的目的 转染目的主要包括基因表达和基因抑制。1. 基因表达：①通过使用质粒载体或mRNA在培养细胞（或动物模型）中表达目的蛋白。②转染最常通过使用质粒载体或mRNA在培养细胞（或动物模型）中表达目的蛋白，利用真核细胞中的蛋白表达可以生成经过适当折叠和翻译后修饰的重组蛋白。另外，将带有可检测的标记物及其他修饰的蛋白质导入细胞，可用于启动子和增强子序列或蛋白-蛋白相互作用的研究。③根据转染策略的不同，转染还可应用于各种形式的生物生产。例如，导入重编程转录因子可以生成诱导多能性干细胞（iPSC）。另一方面，稳定转染提供了不同治疗分子的生物生产方法。2. 基因抑制：①通过RNA干扰（RNAi）抑制特定蛋白质的表达。②在哺乳动物细胞中，利用内源性表达的非编码RNA，以microRNA（miRNA）的形式-来源于双链RNA（dsRNA）前体-完成RNAi。前体被加工成成熟miRNA，成为RNA诱导的沉默复合物（RISC）的一部分，抑制互补靶mRNA的翻译。③载体系统表达miRNA前体或短发夹RNA (shRNA)前体，它们通过内源性机制分别生成miRNA或shRNA，然后抑制基因表达。利用这些系统可以实现重组体的稳定转染，并允许前体分子的诱导型表达。④化学合成的短/小分子干扰RNA（siRNA）还可以整合形成RISC，通过靶向互补mRNA （降解）诱导基因沉默。siRNA修饰有助于防止脱靶效应，还可以确保dsRNA的活性链整合至RISC中。二、细胞转染的类型
根据导入的核酸存在于宿主细胞的时间长短，可以分为瞬转和稳转。
①瞬转：因为导入的核酸没有整合到宿主细胞基因组，因此它只会短暂地存在于宿主细胞中，不会随着细胞的分裂而进入到子代细胞中。然而，导入的遗传物质的高拷贝数导致其在细胞内的蛋白质表达水平较高。根据所使用的载体的不同，瞬转通常可以1至7天内进行基因检测，但是瞬时转染的细胞通常在转染后24-96小时收获。当使用超螺旋质粒DNA时，瞬时转染的效果最好，推测是由于超螺旋质粒DNA能更有效地被细胞摄取。②稳转：外源DNA整合到细胞基因组中或作为附加体质粒保留在细胞中。与瞬时转染不同，稳定转染允许外源DNA在转染的细胞及其后代中的长期维持。然而，通常是将单拷贝或几个拷贝的外源DNA整合到稳定转染的细胞的基因组中，因此，其表达水平一般低于瞬时转染的表达水平。由于稳转效率较低，因此选用有效的转染策略和筛选方法很重要。其中比较可靠地筛选方法是在DNA载体中包含选择性标记，然后在细胞转染短暂性恢复后进行适当地选择性加压。尽管相对于超螺旋DNA，线性DNA被细胞摄取的效率较低，但其能最有效地整合到宿主基因组中。
三、细胞转染的方法及优缺点 目前转染方法主要包括化学方法、生物方法及物理方法。1.化学方法：利用载体分子包被核酸使其呈现中性电荷或正电荷。如阳离子脂质体方法、磷酸钙共沉淀法、其他阳离子物质介导等技术。2.生物方法：利用基因工程病毒转染非病毒基因到细胞中。如逆转录病毒、腺病毒和慢病毒等。3.物理方法：在细胞膜表面产生一个瞬时的孔从而导入DNA。如电穿孔法、显微注射法和基因枪等。
没有一种方法适用于所有的细胞和实验，理想的方法应根据自己的细胞类型和实验需求进行选择。理想的细胞转染方法应具有高转染效率，低细胞毒性和对正常生理学的影响最小，并且易于使用和可重复性等特点。
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