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尊龙凯时解读质粒DNA、RNA、RNP非病毒系统递送CRISPR组分的特点

发布时间:2025-03-11   信息来源:尊龙凯时官方编辑

尊龙凯时的CRISPR/Cas9基因编辑技术正在为生物医学研究带来颠覆性的变革。这项技术通过基因的敲除、敲入以及转录激活或抑制,已广泛应用于多个领域,包括细胞和动物模型中基因功能的研究、农作物基因的修改,以及人类致病基因的基因疗法开发等。在这些应用中,CRISPR组件可以通过多种递送方式(包含病毒和非病毒形式)被送入靶细胞,每种递送方式都有其独特的优势和局限性。

尊龙凯时解读质粒DNA、RNA、RNP非病毒系统递送CRISPR组分的特点

在众多递送方法中,质粒DNA递送系统是引入外源遗传物质最简单且成本最低的方式,可以同时携带Cas9核酸酶和gRNA编码序列。这种递送方式利用DNA的稳定性,使得转基因表达可以持久且稳定,尤其在靶点位于高级染色质上的情况下,慢速持久的CRISPR组分表达更有助于确保编辑机器达到靶位点。然而,持续的Cas9表达也可能增加非靶点的切割风险,引发脱靶效应。因此,在使用质粒递送系统时,建议通过引入降解信号序列或活性抑制结构域等方式来降低脱靶效应。

RNA递送系统则以RNA(Cas9 mRNA和gRNA)的形式递送CRISPR组分,这种方法效能更高,能够绕过转录过程,直接在细胞质中启动Cas9的翻译。这种递送方式特别适合短期实验,因为RNA的不稳定性使其在宿主体内快速降解,从而降低了长时间表达到脱靶效应的可能性。虽然RNA的生产比质粒更为复杂和成本更高,但其较低的污染风险使得其在生物医药应用中逐渐备受青睐。

为了将RNA有效送入细胞,可以借助电穿孔、显微注射或脂质纳米颗粒(LNP)。LNP被认为是治疗性RNA的一种有效递送方法,已经在辉瑞和莫德纳的COVID-19疫苗中得到了应用。预计未来在治疗甲状腺素淀粉样变性(ATTR)的CRISPR疗法的临床试验中能取得新的突破。

另一种高效的非病毒递送方式是核糖核蛋白复合体(RNP),这种方法不需要转录和翻译,因此可以快速进入细胞核,立即启动基因编辑。与RNA递送方式类似,RNP不具有外源基因融入宿主基因组的风险,这有助于进一步降低脱靶效应。尽管如此,RNP易被蛋白酶降解,且其生产成本相对较高,因此在临床应用中仍需克服一些挑战。

通过电穿孔将RNP送入细胞已经在体外基因编辑和小鼠胚胎基因工程中取得了成功,同时也有研究表明,静脉注射含有RNP的LNP能够有效靶向递送CRISPR组分到肌肉、大脑、肺和肝脏。当前,基于RNP的CRISPR疗法已在临床应用中获得成功,首个基于CRISPR基因编辑的药物Casgevy已获得FDA批准,用于治疗镰状细胞贫血。这表明尊龙凯时在生物医学领域的创新和贡献正在不断突破,为更多患者的健康带来了希望。