转染（transfection）指将外源 核酸（nucleic acid），如 质粒 DNA（plasmid DNA）、小干扰 RNA（small interfering RNA，siRNA）或 信使 RNA（messenger RNA，mRNA），人工导入真核细胞胞质或核内，使其可被细胞机器读取或参与 RNA 干扰（RNA interference，RNAi）等过程。它与病毒感染（依赖病毒受体与复制元件）及细菌 转化（transformation，摄取裸露 DNA 的原核概念）不同：实验室转染依赖合成载体或物理场，不依赖活病毒完成进入。
段末注释：下文以阳离子脂质介导的化学转染为主轴；电穿孔（electroporation）等物理法在「膜屏障如何被绕过」上与化学法有本质路径差异，文末单独对照。
1. 胞外步骤：带负电的核酸与阳离子载体
DNA/RNA 骨架磷酸基团在生理 pH 下带负电，与同样带负电的细胞膜表面（唾液酸等）存在静电排斥。阳离子脂质或聚合物通过静电吸附 核酸，形成 lipoplex（脂质—核酸复合物）或 polyplex（聚合物—核酸复合物）：体积变大、表面电荷被部分中和，有利于靠近细胞膜并触发后续内吞。
段末注释：lipoplex 为脂质与 核酸 的纳米级自组装体，并非单一分子复合物。
2. 与细胞膜相互作用：吸附与进入途径
复合物通过静电与疏水作用吸附于细胞表面，随后主要经内吞（endocytosis）进入。常见内吞形态包括 网格蛋白依赖内吞（clathrin-mediated endocytosis）、小窝蛋白介导（caveolae-mediated）及巨胞饮（macropinocytosis）等；不同细胞类型与载体配方可偏向不同入口。少数体系宣称存在膜融合（fusion）直接释放入胞质的路径，但在常规脂质转染中内吞—内体—逃逸仍是解释大部分实验现象的主框架。
3. 内体成熟与酸化：「被困」与时机窗口
进入细胞后，载体—核酸 颗粒位于早期 内体（early endosome）。内体沿微管成熟为晚期 内体（late endosome），pH 逐渐下降（质子泵 V-ATPase）。酸化对某些可电离脂质（ionizable lipid）至关重要：其在酸性环境下质子化、由疏水态转为更易扰动膜的结构，从而促进膜孔形成或 内体膜 不稳定化。若 核酸 未能及时逃逸，颗粒将进入 溶酶体（lysosome），被 核酸酶（nuclease）降解——这是许多「转染试剂说明书要求 4–6 h 换液」的生物学动机之一：减少毒性脂质暴露的同时，也在时间窗上竞争 溶酶体 降解。
段末注释：V-ATPase 为液泡型质子泵，驱动 内体/溶酶体 酸化。
4. 内体逃逸与胞质释放：功能分子真正到达的位置
siRNA 与 AGO2（Argonaute 2）等 RISC（RNA-induced silencing complex）成分在胞质中装配；质粒 DNA 若需转录，则部分过程依赖核输入。内体膜逃逸后，核酸 扩散于胞质溶胶，才具备与 RISC 或转录机器相互作用的几何可达性。逃逸效率低时，会出现「荧光标记看见进入细胞」但「qPCR（quantitative PCR）无敲低」的现象——颗粒仍陷于膜泡内。
5. 核输入（质粒语境）
质粒 DNA 常在胞质释放后依赖核孔复合体（nuclear pore complex，NPC）主动或被动进入核内，与核定位序列（nuclear localization signal，NLS）载体或细胞周期（核膜破裂）相关。siRNA 主要在胞质起效，一般不强调核输入；这是 siRNA 与 质粒 转染在亚细胞终点上的重要差异。
6. 物理转染：电穿孔与膜孔
电穿孔在高压脉冲下使细胞膜形成可逆纳米孔，核酸 沿浓度梯度直接进入胞质，绕过典型的 内体—酸化—逃逸 链。优点是避开了内体陷阱；缺点是膜损伤大、细胞死亡率高，且对 RNA 稳定性与浓度优化仍敏感。生物学上应将其理解为膜通透性瞬时升高的路径，而非 lipoplex 的内吞生物学。
7. 细胞应激与毒性的生物学来源
高剂量阳离子脂质可扰动线粒体膜电位、诱导 活性氧（reactive oxygen species，ROS）与 caspase 依赖的凋亡；内体 渗透压失衡（如所谓 proton sponge 效应争议与可电离脂质浓度）亦可导致非特异炎症样转录反应。这些过程与 RNAi 序列特异性无关，却可改变 RNA-seq（RNA sequencing）谱，需在实验解读中与 on-target 效应区分。
小结
- 转染是外源 核酸 经载体或物理场跨越质膜屏障、最终在胞质或核内发挥功能的一系列细胞生物学事件。
- lipoplex/polyplex 介导的摄取以内吞为主，经历酸化内体；逃逸失败则趋向 溶酶体 降解。
- 内体逃逸是 siRNA/mRNA 功能化的关键瓶颈；质粒 另需 NPC 介导的核输入。
- 电穿孔走膜孔路径，与化学转染的内吞链在机制上并列而非简单替换关系。
- 毒性与应激来自膜损伤、脂质剂量与 内体/溶酶体 应激，可与序列特异性效应混淆。