新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《先进材料》杂志上的一项研究，塔夫茨大学和中国科学院的一项研究合作开发出了一种显著改善的CRISPR/Cas9基因编辑方法在肝脏中的递送机制。递送可生物降解的合成脂质纳米颗粒，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%。据研究人员介绍，纳米颗粒是迄今为止报道的CRISPR/Cas9最有效的递送工具之一，可以帮助克服技术障碍，使基因编辑在广泛的临床治疗应用中得以实现。

CRISPR/Cas9基因编辑系统已经成为发现数百种基因功能的有力研究工具，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，它包含可以切割目标基因组序列两条链的核酸酶(Cas9)，以及扫描基因组以帮助核酸酶找到它的工程化“单指令”RNA(sgRNA)。要编辑的特定序列。由于是大分子复合体，很难将CRISPR/Cas9直接转移到细胞核内，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，以便它们进入细胞核，

这项研究中描述的脂质纳米颗粒包裹了编码Cas9的信使RNA(mRNA)。一旦包括sgRNA在内的纳米颗粒被释放到细胞中。细胞的蛋白质制造机器接管并从mRNA模板创建Cas9以完成基因编辑试剂盒。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。当颗粒进入细胞时，细胞内的环境破坏二硫键使纳米颗粒分解，内容物迅速有效地释放到细胞内。

“我们刚刚开始看到CRISPR疗法的人体临床试验，”该研究的合著者、塔夫茨大学生物医学工程副教授乔说。“有许多长期以来难以治愈的疾病，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、亨廷顿舞蹈症，甚至许多癌症。我们希望这一进展将引导我们迈出另一步，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，试图减少编码PCSK9的基因的存在，该基因的删除与低密度脂蛋白胆固醇降低有关，并降低心血管疾病的风险。“脂质纳米颗粒是我们见过的最有效的CRISPR/Cas9载体之一，”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。“我们实际上可以以80%的效率敲低肝脏中PCSK9的表达，这显示了治疗应用的真实前景。”

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