科学家开发出能携带CRISPR系统的新型纳米颗粒 可实现对细胞基因组的精准编辑

近日，刊登在国际著名杂志NatureBiotechnology上的1篇研究报告中，来自MIT的科学家开发出了1种新型纳米颗粒，这类纳米颗粒能够运输CRISPR基因编辑系统，并对小鼠机体的基因进行特异性修饰；因此研究人员就可以够利用纳米颗粒来携带CRISPR组分，从而就消除使用病毒的需要。

利用这类新型的运输技术，研究者就可以对大约80%的肝脏细胞进行特定基因的切割，这也许就可以到达目前在成体动物中利用CRISPR技术的比较好成功率。研究者DanielAnderson教授说道，让我们非常激动的是，我们制造了这类特殊的纳米颗粒，其能被用来永久特异性地编辑成年动物机体肝细胞中的DNA;本文研究中，研究者所研究的1种名为Pcsk9的基因能调理机体胆固醇的水平，而人类机体中该基因的突变也许和1种名为家族性高胆固醇血症的罕见疾病有关，目前FDA批准的两种抗体药物能够抑制Pcsk9基因的表达，但是这些抗体药物需要在患者后半生中定期服用，而新型的纳米技术或能永久性地对该基因进行编辑，同时就为医治这类罕见疾病提供了新的医治思路。

靶向作用疾病

很多科学家都在尝试开发安全有效的方法来运输CRISPR所需的组分，其中包括DNA切割酶Cas9和1个短链RNA，其能够引导酶类进入基因组的特殊位点，指点Cas9来发挥切割作用。

在很多情况下，科学家们依赖于病毒来运输Cas9基因和RNA链，2014年，研究人员Anderson及其同事通过研究开发了1种新型的非病毒运输系统，利用CRISPR技术来有效医治酪氨酸血症，但是这类运输技术需要进行高压注射，这就会对患者机体肝脏带来潜伏的损伤作用。

后来，研究人员就通过将编码Cas9的信使RNA包裹到纳米颗粒中来替换病毒，从而就实现了不用高压注射也能够运输CRISPR的关键组分，利用这类技术，研究者就可以够对大约6%的肝脏细胞进行基因靶向编辑，这就足以医治酪氨酸血症了。这项研究中，研究人员利用纳米颗粒来运输Cas9和RNA导向链，其实不需要病毒，为了能够有效运输RNAs，研究者首先必须对RNA进行化学修饰来保护其免于机体酶类的降解作用。

研究人员分析了Cas9和sgRNA构成的复合体的结构，目的在于阐明究竟是RNA导向链的哪1部份能被化学修饰，还不干扰两个份子的结合，基于前期分析，研究者就开发并且检测了多种可能性的修饰组合。研究者Yin说道，我们能够利用Cas9和sgRNA复合体来作为1种引导工具，并进行测试来确保我们可以对70%的RNA导向链进行修饰，对其进行修饰其实不会影响sgRNA和Cas9的结合，而增强化学修饰一样还会增强其2者结合的活性。

对肝脏进行重编程

随后研究人员将这些修饰后的RNA导向链包裹入脂质纳米颗粒，此前研究者利用这类纳米颗粒将其它类型的RNA运输到肝脏中，而本文研究中他们将这些脂质纳米颗粒注射到了携带能编码Cas9的mRNA纳米颗粒的小鼠机体中。研究者重点对调理胆固醇水平的Pcsk9基因进行了研究，在超过80%的肝脏细胞中都能消除这类基因，从而就没法在这些小鼠中检测到Pcsk9蛋白的存在，被医治的小鼠机体总胆固醇水平也会出现35%的降落。

目前研究人员正在寻觅是不是能利用该技术医治其它肝脏疾病；研究者Anderson认为，1种能特异性关闭基因表达的完全合成性的纳米颗粒也许就可以作为1种强大的工具，这其实不仅仅是针对Pcsk9基因，还包括了其它疾病，肝脏是人体重要的器官，同时其也是很多疾病产生的来源，如果能实现对肝脏细胞中DNA的重编程，研究人员也许就可以够有效遏制多种肝脏来源的疾病了；本文研究中，研究人员所开发的纳米技术新利用未来或能为基因编辑研究开辟多种途径。

标签：