新型纳米粒子以更高的效率将CRISPR基因编辑工具传递到细胞中

根据最近发表在“ 高级材料 ”杂志上的一项研究，塔夫茨大学和中国科学院之间的一项研究合作已经开发出一种显着改进的肝脏CRISPR / Cas9基因编辑方法的传递机制。交付使用可生物降解的合成脂质纳米粒子，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，可以帮助克服技术障碍，使基因编辑能够在广泛的临床治疗应用中实现。

CRISPR / Cas9基因编辑系统已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，含有可以切割靶基因组序列的两条链的核酸酶(Cas9)，以及扫描基因组以帮助核酸酶发现该基因组的工程化“单指导”RNA(sgRNA)。要编辑的特定序列。由于它是一种大的分子复合物，很难将CRISPR / Cas9直接传递到细胞核中，从而可以完成其工作。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，使它们进入细胞核，

该研究中描述的脂质纳米颗粒包封编码Cas9的信使RNA(mRNA)。一旦纳米粒子的内容物 - 包括sgRNA-被释放到细胞中。细胞的蛋白质制造机器接管并从mRNA模板中创建Cas9，完成基因编辑工具包。纳米颗粒的独特特征是由包含脂肪链中的二硫键的合成脂质制成。当颗粒进入细胞时，细胞内的环境破坏了二硫键以拆解纳米颗粒，并且内容物被快速有效地释放到细胞中。

“我们刚开始看到用于CRISPR疗法的人体临床试验，”该研究的共同通讯作者，塔夫茨大学生物医学工程副教授乔乔兵说。“有许多疾病长期以来一直难以治愈，其中CRISPR疗法可以带来新的希望 - 例如镰状细胞病，杜氏肌营养不良症，亨廷顿氏病，甚至许多癌症。我们希望这一进展将带领我们迈向另一步使CRISPR成为一种有效而实用的治疗方法。“

研究人员将这种新方法应用于小鼠，寻求减少编码PCSK9的基因的存在，其缺失与较低的LDL胆固醇相关，并降低心血管疾病的风险。“脂质纳米粒子是我们见过的最有效的CRISPR / Cas9载体之一，”王明说，他也是该研究的共同通讯作者，中国科学院北京分子科学国家实验室教授。“我们实际上可以在肝脏中以80%的效率击倒PCSK9表达，这表明治疗应用的真正前景。”

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