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トランスフェクションに使用できる非常に安価な試薬 PEI: Polyethylenimine "Max"（ポリエチレンイミン）

メーカー名：Polysciences,Inc.

ポリエチレンイミン（PEI：Polyethylenimine）は、カチオン性ポリマー（非脂質）で、in vitroとin vivoの両方におけるトランスフェクション試薬として注目を集めています。Polysciences社のPolyethylenimine "Max" は、脱アシル化効率が高く効率的なトランスフェクションを実現し、また、一般的なトランスフェクション試薬と比べ極めて安価であるため低コストの実験が可能です。

使用目的

ポリエチレンイミン（PEI）について

カチオン性脂質を用いたリポフェクション法は、ウイルスを用いないトランスフェクション法の中で、頻繁に使用される方法の一つです。近年では、安価でありながら十分なトランスフェクション効率を示すポリエチレンイミン（PEI）のようなカチオン性ポリマー（非脂質）がトランスフェクション試薬として注目を集めています。

PEIはin vitroとin vivoの両方で、オリゴヌクレオチドやプラスミドのトランスフェクション試薬として使用されてきた実績があります。多くの文献により条件検討がなされており、至適濃度や平均分子量以外に「高度に脱アシル化処理が行われていること」、「直鎖であること」が、トランスフェクション効率を上昇させる要因であることが明らかになっています。

これら条件を満たすのが、Polysciences社のPolyethylenimine “Max” （塩酸塩としての公称MW 40,000）です。またこの商品は、一般的なトランスフェクション試薬と比べ極めて安価であることも大きな利点です。簡単な調製を行えば、他のトランスフェクション試薬と同様に使用することが可能です。

Transfection Grade Linear Polyethylenimine Hydrochloride
公称分子量 40,000、無機塩として25,000

特長

非常に経済的
一般的なトランスフェクション試薬と比べランニングコストが大幅に低下します。
トランスフェクションに最適な条件
PEIを用いたトランスフェクションには、平均分子量、分子型（直鎖型か分岐型か）、イミノ基の脱アシル化率が重要な因子であると報告されています。本製品は直鎖型で適切な平均分子量であり、また既存の商品に比べ脱アシル化率を向上させたため、数あるPEI商品の中でもトランスフェクションに適した商品であるといえます。
多くの使用実績
PEIを用いたトランスフェクション法は多くの論文で採用されており、その実績も十分です。

調製方法

1LのガラスビーカーにPEI MAXを1g入れ、900mLの水で懸濁する。
1LのガラスビーカーにPTFEコーティングしたスターラーを入れ、撹拌する。
PEI MAXが完全に溶解するまで攪拌する。※通常、5分以内に完了する。
25mLのプラスチックピペットを用いて、1Lのガラスビーカーに1Nの水酸化ナトリウムをpHが6.90～7.10になるまで滴下する。
誤ってpHが7.10を超えてしまった場合は、1N塩酸と新しい25mLプラスチックピペットを使ってpHを6.90～7.10に調整する。
1Lガラスビーカーから1Lメスシリンダーに溶液をデカンテーションする。
1Lメスシリンダーに水を加え、最終容量を1Lに調製する。
溶液を真空メンブレンで無菌ろ過する。
必要に応じて分注する。
4℃で保管する。

適切な容器に入れて4℃で保管した場合、トランスフェクション溶液は少なくとも6ヶ月間は、性能を維持します。

参考文献

Baranyi, L. et al. Rapid Generation of Stable Cell Lines Expressing High Levels of Erythropoietin, Factor VIII, and an Antihuman CD20 Antibody Using Lentiviral Vectors. Human Gene Therapy Methods 24, 214–227 (2013). doi:10.1089/hgtb.2013.002
Mann JF, McKay PF, Arokiasamy S, Patel RK, Klein K, Shattock RJ. (2013). Pulmonary delivery of DNA vaccine constructs using deacylated PEI elicits immune responses and protects against viral challenge infection. J Control Release. 170(3):452-9.
Kami, D. et al. Application of magnetic nanoparticles to gene delivery. International Journal of Molecular Sciences 12, 3705–3722 (2011). doi:10.3390/ijms12063705
Thomas M, Lu JJ, Ge Q, Zhang C, Chen J, Klibanov AM. (2005). Full deacylation of polyethylenimine dramatically boosts its gene delivery efficiency and specificity to mouse lung. Proc Natl Acad Sci U S A. 102(16):5679-84.

Polyethylenimine "Max"

Polyethylenimine "Max"は、同社の"Max"でない商品（品番23966-1）と比べて脱アシル化効率が高いため、トランスフェクション試薬として適しています。

品名	メーカー	品番	包装	希望販売価格
PEI MAX^TM - Transfection Grade Linear Polyethylenimine Hydrochloride (MW 40,000)	PSI	24765-100	100 MG	￥37,000
PEI MAX - Transfection Grade Linear Polyethylenimine Hydrochloride (MW 40,000)	PSI	24765-1	1 G	￥306,000

Polyethylenimine

オーソドックスなPolyethylenimineです。
こちらは上記商品とは異なり、塩酸塩ではなくフリーの塩基です。pH調整等の際はご注意ください。

■ 使用方法例（Reed et. al., 2006）

PEIを水に加えて1時間程度穏やかに加温し溶解させ、0.323 g/Lの濃度に合わせる。
NaOH水溶液でpHを8.0に調製。
150 mM NaCl溶液でPEIとDNAを希釈、ボルテックスで混合して室温で10 – 15分インキュベート（PEIの窒素原子とDNAのリン酸基の物質量比が20程度）。
培地に上記混合液を添加し、インキュベート。

＊必要に応じて濾過滅菌を行ってください。
＊使用する細胞等に応じて条件を最適化してください

品名	メーカー	品番	包装	希望販売価格
Polyethylenimine, Linear, MW 25000, Transfection Grade (PEI 25K ^TM)	PSI	23966-100	100 MG	￥42,000
Polyethylenimine, Linear (MW 25,000)	PSI	23966-1	1 G	￥297,000
Polyethylenimine, Linear, MW 250,000 (PEI 250000)	PSI	24314-2	2 G	￥38,000