克日，，，ng电子游戏质料科学与工程学院程度副教授研究组在多功效基因编辑乃阶载体研究中取得主要突破。该研究以“Codelivery of CRISPR-Cas9 and chlorin e6 for spatially controlled tumor-specific gene editing with synergistic drug effects”为题在线揭晓在国际综合学术期刊Science Advances上。
基因编辑手艺是新兴的基因治疗战略，，，具有轻盈易行和低本钱的优势，，，在基础研究和临床治疗上都展现出非凡的远景。现在，，，接纳病毒载体传输基因编辑元件（编码CRISPR-Cas9/sgRNA的DNA或mRNA序列）已取得令人瞩目的成绩，，，但仍面临怎样提高基因编辑特异性和多功效性的挑战。非病毒乃阶载体具有易于大规模制备、、、易修饰和多功效化的特点，，，为解决上述问题提供了有用手段。与非病毒载体传输质粒DNA或mRNA举行基因编辑相比，，，非病毒载体直接传输Cas9卵白/sgRNA复合物具有更高的效率和特异性，，，但其传输载体仍较为有限，，，尤其缺乏多功效载体举行肿瘤组织特异的基因编辑联合治疗。
应用直接运送Cas9卵白/sgRNA复合物的多功效载体举行肿瘤特异
基因编辑/光动力联合治疗 （Cheng et al., 2020, Sci. Adv.）
针对上述难题，，，程度副教授团队开发了一种还原敏感的多功效载体质料（如上图），，，载体的疏水性嵌段包载抗肿瘤光动力药物Ce6，，，携带NTA基团的嵌段则通过NTA和Cas9卵白最后His标签之间的特异性连系高效负载Cas9卵白/sgRNA复合物，，，然后通过静电组装在外层引入靶向肿瘤组织的iRGD分子。这样的载体结构设计和药物联合运送为实现肿瘤组织特异性的基因编辑和联合治疗提供了可行性。纳米药物靶向运送至肿瘤细胞后，，，在近红外光的辐照下，，，Ce6爆发的活性氧使溶酶体破碎，，，使纳米药物从溶酶体中逃逸出来，，，NTA和载体聚合物之间的二硫键可响应胞质内的谷胱甘肽等还原剂而断裂，，，从而将Cas9卵白/sgRNA复合物从载体上释放出来，，，执行基因编辑功效。在正常的组织中，，，由于没有近红外光的辐照，，，Cas9卵白/sgRNA复合物难以从溶酶体中逃逸，，，无法执行基因编辑的功效。通过红外光辐照和还原敏感设计实现了肿瘤组织特异的基因编辑。别的，，，肿瘤细胞在受到Ce6所天生涯性氧攻击时，，，会上调Nrf2（一种活性氧代谢的要害卵白）的表达，，，提高肿瘤细胞对活性氧的耐受性。使用靶向Nrf2基因的sgRNA，，，可以通过联合运送的Cas9卵白/sgRNA复合物使Nrf2基因失活，，，提高肿瘤细胞对活性氧的敏感性。总而言之，，，通过多功效载体联合运送Ce6和Cas9卵白/sgRNA复合物，，，一方面实现了肿瘤特异性的基因编辑，，，另一方面也实现了基因编辑和光动力治疗的联合治疗，，，协同提高了基因编辑的特异性和治疗效果，，，为基因编辑手艺的开展提供了一个新的偏向。
该研究事情获得国家重点研发妄想国际相助项目，，，国家自然科学基金, 广东省粤港联合立异、、、广东省立异创业团队项目基金和广州市产学研专项的资助。ng电子游戏质料科学与工程学院的程度副教授和哥伦比亚大学的Kam W. Leong教授为本研究的通讯作者，，，博士生邓少辉为本研究的第一作者，，，第一单位为ng电子游戏质料科学与工程学院。
论文链接：https://advances.sciencemag.org/content/6/29/eabb4005.full
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