最近，在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下，汪铭课题组通过设计阳离子脂质体与Cas9信使RNA (Cas9 mRNA)之间的分子自组装制备了Cas9 mRNA纳米颗粒，并进一步应用于CRISPR/Cas9的递送及活体基因编辑。研究人员首先设计了苯硼酸修饰的阳离子脂质体载体，利用其与细胞膜表面唾液酸(sialic acid)之间的靶向性识别作用，以及疾病细胞表面高表达唾液酸化蛋白的特点，实现了细胞系选择性Cas9 mRNA递送及靶向基因编辑 (ACS Applied Materials & Interfaces, 2019, 11, 46585-46590.)。
在上述基础上，进一步设计了细胞微环境可降解的阳离子脂质体载体，实现了高效的Cas9 mRNA递送和活体基因编辑。研究表明，上述mRNA纳米颗粒进入细胞后，可在胞内还原性谷胱甘肽(reduced Glutathione)的作用下发生降解，释放Cas9 mRNA并翻译Cas9 核酸酶进行基因编辑。利用脂质体BAMEA-O16B递送Cas9 mRNA可有效编辑报告信号蛋白的表达(GFP基因编辑效率高达90%)，而通过尾静脉注射的BAMEA-O16B/Cas9 mRNA纳米颗粒可在小鼠肝实质细胞中富集，并调控前蛋白转化酶枯草杆菌蛋白酶kexin9型(PCSK9，一种介导体内低密度脂蛋白及胆固醇代谢的相关基因)的表达。单次注射BAMEA-O16B/Cas9 mRNA纳米颗粒可使小鼠血清中PCSK9蛋白水平下降达80%以上。相关研究成果近期发表于Adv. Mater. 2019, 31, 1902575，博士研究生刘计为第一作者，论文发表后同时被新华网作为研究亮点进行报道。
活体分析化学院重点实验室
2019年12月26日
