CRISPR納米遞送研究獲進展

近日，中科院國家納米科學中心研究員蔣興宇、鄭文富帶領的課題組發表了非病毒納米載體遞送的研究成果。他們開發了一系列非病毒的納米載體，這些非病毒納米載體可高效遞送CRISPR/Cas9系統到體內，為拓展這一強大基因編輯技術在生命科學和臨床領域的應用提供了新途徑。相關成果近日發表于德國《應用化學》。

CRISPR/Cas9系統作為基因編輯技術的弄潮兒，具有巨大的潛在應用。但目前大部分方法都是利用病毒載體導入到生命體，極大地限制了其臨床應用前景。但病毒載體對宿主細胞可能產生致癌、致突變的風險，這成為阻礙該技術臨床應用的主要瓶頸。生物材料領域的科學家嘗試利用人工載體，例如脂質體、納米材料等把編碼的CRISPR/Cas9的質粒導入細胞。

研究人員發展了基于金納米顆粒—脂質體體系的光控釋放納米遞送系統。他們將金納米顆粒表面修飾TAT多肽，使其表面帶正電荷，能夠和帶負電荷的表達Cas9蛋白和引導RNA的質粒結合，形成一個整體上帶負電荷的“納米核”，再在該“核”外包裹帶正電荷的脂質體層以及PEG2000-DSPE，形成一個具有核殼結構的納米顆粒。該納米顆粒可通過細胞的胞吞及溶酶體逃逸途徑進入細胞漿，在514 nm激光照射下，金顆粒和TAT之間的金—硫鍵被打開，從而將修飾在金顆粒上的TAT多肽解離下來，與TAT多肽通過靜電相互作用結合的Cas9/sgRNA plasmid也隨之解離下來，并在TAT多肽的指引下穿過細胞核膜進入細胞核。利用該納米載體，研究組在體外體內實現了對腫瘤癌基因Plk-1的靶向敲除并有效控制了腫瘤的生長和轉移。