新型纳米粒子以更高的效率将CRISPR基因编辑工具传递给细胞

马萨诸塞州梅德福/萨默维尔(2019年7月12日)塔夫茨大学与中国科学院的一项研究合作，开发了一种显著改进的肝脏CRISPR/Cas9基因编辑方法的递送机制。

最近发表在《高级材料》杂志上的一项研究。输送可生物降解的合成脂质纳米粒，将分子编辑工具带入细胞，精确改变细胞的遗传密码，效率高达90%。据研究人员称，纳米粒子是迄今为止报道的最有效的CRISPR/Cas9递送工具之一，它可以帮助克服技术障碍，并使基因编辑能够在广泛的临床治疗应用中实施。

CRISPR/Cas9基因编辑系统已经成为发现数百种基因功能的强大研究工具，目前正在探索作为治疗各种疾病的治疗工具。然而，在临床应用可行之前，仍然存在一些技术障碍。CRISPR/Cas9是一种大分子复合物，其中含有能切割目标基因组序列两条链的核酸酶(Cas9)，以及扫描基因组帮助核酸酶发现基因组的工程化“单方向”RNA(sgRNA)。要编辑的特定序列。由于它是一个大分子复合体，很难直接将CRISPR/Cas9转移到原子核中，使其完成工作。其他人将编辑分子包装成病毒、聚合物和不同类型的纳米粒子，并使它们进入细胞核。

这项研究中描述的脂质纳米粒封装了编码Cas9的信使核糖核酸。一旦纳米粒子的内容物——包括SGrna——被释放到细胞中。细胞蛋白质制造机器接管并从mRNA模板中创建了Cas9，完成了基因编辑套件。纳米颗粒的独特之处在于，它们是由脂肪链中含有二硫键的合成脂质制成的。当颗粒进入细胞后，细胞内部的环境破坏二硫键，将纳米颗粒拆解，内含物快速有效地释放到细胞内。

该研究的合著者、塔夫茨大学生物医学工程副教授乔乔冰说：“我们刚刚开始看到CRISPR疗法的人体临床试验。“长期难以治愈的疾病有很多，其中CRISPR疗法可以提供新的希望——比如镰状细胞病、杜氏肌营养不良、亨廷顿氏病甚至很多癌症。我们希望这一进展将引导我们迈出另一步。CRISPR是一种有效且实用的治疗方法。”

研究人员将这种新方法应用于小鼠，试图减少编码PCSK9的基因的存在，该基因的缺失与降低低密度脂蛋白胆固醇有关，并降低心血管疾病的风险。该研究的合著者、中国科学院北京分子科学国家实验室教授王明说：“脂质纳米粒是我们见过的最有效的CRISPR/Cas9载体之一。“我们实际上可以以80%的效率敲除PCSK9在肝脏中的表达，这显示了治疗应用的真正前景。”

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