2025年KO 細胞培養全攻略：新手也能學會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-生物醫學整體課題外包平臺
轉染適配性：常規細胞可選脂質體轉染，難轉染的原代細胞、免疫細胞建議采用電轉或慢病毒遞送系統；
基因表達驗證：通過 qPCR 提前確認目標基因在所選細胞系中表達，否則無法通過后續功能實驗驗證敲除效果。
新手貼士：若時間緊張，可直接選用 8000 + 現貨 KO 細胞庫資源，涵蓋常見研究基因，即拿即用無需自行構建。
解凍操作：37℃水浴鍋中快速晃動凍存管，待冰晶剩余 1/3 時立即取出，避免溫度過高導致細胞損傷；
離心保護：1000rpm 離心 5 分鐘后，用含 10% FBS 的完全培養基重懸，切忌直接吹打細胞團；
密度把控：復蘇初期細胞密度維持在 5×10? cells/mL，貼壁細胞需靜置 6-8 小時再更換培養基。
培養基定制：CHO-K1 等工程細胞系可在基礎培養基中添加 2mg/L 重組胰島素，細胞增殖效率提升 17%，蛋白產量提高 51%；
氣體平衡：CO?濃度嚴格控制在 5%，濕度保持 95% 以上，避免培養基 pH 波動超過 0.2；
傳代時機：貼壁細胞融合度達 70%-80% 時傳代，懸浮細胞密度至 2×10? cells/mL 時稀釋，過度密集易導致細胞凋亡。
極限稀釋法：將細胞稀釋至 0.5 個 / 孔，添加 20% 條件培養基（同系細胞上清），克隆形成率提升 30%；
FACS 分選法：對帶熒光標記的細胞進行單細胞分選，適用于難篩選的懸浮細胞，分選后需靜置 24 小時再觀察；
克隆鑒定：至少擴增 50-100 個單克隆，通過 PCR + 測序確認雙等位基因敲除，避免雜合克隆干擾實驗。
問題根源：sgRNA 設計不合理或轉染方式錯配；
解決策略：
用 CRISPick、CHOPCHOP 工具設計 GC 含量 40%-60% 的 sgRNA，優先選擇早期外顯子靶點；
難轉染細胞采用 Cas9 RNP（蛋白 + sgRNA 復合物）瞬時遞送，降低脫靶同時提升效率。
問題根源：雙等位基因編輯概率低（通常 < 10%），或目標基因為必需基因；
解決策略：
同時設計 3 個不同 sgRNA 靶點，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，避免細胞死亡。
問題根源：培養基營養不足或存在支原體污染；
解決策略：
fed-batch 培養模式中，每 48 小時添加含 8mg/L 重組胰島素的補料培養基，蛋白產量提高 49%；
每周用 PCR 檢測支原體，污染細胞用 0.1% 慶大霉素處理 24 小時。
問題根源：Cas9 持續表達或 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；
驗證階段結合 Sanger 測序（基因組層面）+Western Blot（蛋白層面）雙重確認。
問題根源：凍存液配方不當或降溫速度失控；
解決策略：
采用 10% DMSO+90% FBS 凍存液，貼壁細胞可額外添加 5% 海藻糖；
程序降溫盒中 - 80℃靜置 12 小時后轉移至液氮，避免直接冷凍。
基因組層面：PCR 擴增目標基因片段，Sanger 測序確認移碼突變或片段缺失；
蛋白層面：Western Blot 檢測目標蛋白表達，無條帶或條帶顯著減弱即為有效敲除；
功能層面：通過流式細胞術、免疫熒光或細胞增殖實驗驗證表型變化，例如腫瘤相關基因 KO 后需檢測細胞凋亡率。
設計工具：源井生物 EZ-editor?系統（1 分鐘生成 3 套敲除方案）、CRISPOR（脫靶預測）；
培養試劑：無血清化學成分限定培養基（適合 CHO-K1 細胞）、重組胰島素補料（提升產能）；
驗證試劑盒：T7E1 核酸酶檢測試劑盒（快速評估編輯效率）、WB 內參抗體（確保實驗可靠性）。
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