华南理工大学王均教授团队发展了一种高效递送CRISPR/Cas9进入巨噬细胞进行基因编辑的纳米递送系统
近日，华南理工大学王均教授团队找到一种能够高效递送CRISPR/Cas9进入巨噬细胞进行基因编辑的纳米递送系统，该成果以“Targeting of NLRP3 inflammasome with gene editing for the amelioration of inflammatory diseases”为题在线发表在国际著名期刊Nature Communications杂志。
CRISPR/Cas9，全称规律成簇间隔短回文重复序列/CRISPR相关蛋白9，是一种通过RNA引导Cas9核酸酶对外源遗传物质进行切割的细菌适应性免疫系统。以最常用的化脓性链球菌来源的SpCas9系统为代表，SpCas9核酸酶通过一个gRNA识别基因组中5’-NGG-3’的PAM区对特定的DNA靶位点进行切割，引起非同源末端连接（NHEJ）或同源重组（HR）DNA修复机制，实现对特定基因位点的编辑。目前基于CRISPR/Cas9的基因治疗方法已被成功用于多种单基因/多基因遗传疾病、肿瘤和病毒感染性疾病的基因治疗尝试，超过20种CRISPR/Cas9相关的临床治疗实验在陆续展开。但是，如何将CRISPR/Cas9高效递送到体内的细胞中进行基因编辑是目前亟待解决的问题。
王均教授团队之前发展了一种基于FDA批准药用的聚乙二醇-聚乳酸（PEG-PLA）或者聚乙二醇-聚乳酸/乙醇酸嵌段聚合物（PEG-PLGA），通过掺入阳离子脂质，按照双乳化法制备的阳离子脂质辅助的聚合物纳米颗粒（Cationic Lipid-Assisted polymeric Nanoparticles, CLAN），通过CLAN纳米颗粒可以有效递送siRNA进入肿瘤细胞、T细胞和巨噬细胞等多种细胞发挥基因沉默功能。
为了实现对CRISPR/Cas9的体内高效递送，王均教授团队对CLAN做了进一步的改进。首先，团队成员制备了一系列具有不同特性的CLAN纳米颗粒库，并通过体内筛选从中找到能够高效递送CRISPR/Cas9进入巨噬细胞的CLAN纳米颗粒。随后，王均教授团队利用筛选的CLAN纳米颗粒将Cas9 mRNA和靶向NLRP3基因的gRNA（mCas9/gNLRP3）高效递送到小鼠体内的巨噬细胞中，通过敲除NLRP3基因，抑制NLRP3炎症小体被多种炎症刺激剂活化，成功实现对小鼠败血症、腹膜炎以及II型糖尿病的预防或治疗。该研究成果找到了一种能够高效递送CRISPR/Cas9进入巨噬细胞进行基因编辑的纳米递送系统，为巨噬细胞功能干预和相关疾病治疗提供了新的技术手段，同时王均教授团队正在努力对CLAN做后续的改进，以解决针对更多细胞的体内CRISPR/Cas9递送难题。
论文的共同第一作者是许从飞博士和鲁紫东博士，通讯作者是王均教授，华南理工大学为论文的第一单位。该研究得到了科技部重大研发计划项目（2017YFA0205601）、广东省引进创新创业团队项目（2017ZT07S054）以及国家自然科学基金等项目的资助。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-018-06522-5
来源：华南理工大学
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