纳米结构助力CRISPR递送，推动基因医学发展Nanostructures boost CRISPR delivery for genetic medicine

纳米结构助力CRISPR递送系统突破

当CRISPR基因编辑工具成功递送至细胞核时，即可实现基因沉默、突变修复等治疗功能。但科学家至今未能找到高效安全的递送方式——病毒载体虽效率高却存在免疫风险，传统脂质纳米颗粒（LNP）虽安全性好却存在递送效率低、易困于细胞内体等缺陷。

西北大学化学团队研发的新型递送系统采用"DNA包裹出租车"设计：

1. 核心装载：将Cas9酶、引导RNA和DNA修复模板三种CRISPR核心组件装载于脂质纳米颗粒内部
2. 外层包裹：使用致密DNA链构建球形核酸酸（SNA）外壳，直径约50纳米

这种结构创新带来三重优势：

• 靶向性：通过DNA链特定序列可编程定位特定器官和细胞类型
• 穿透力：外层DNA与细胞表面受体高效结合，使细胞主动摄取递送载体
• 安全性：致密外壳有效保护基因编辑工具不被降解

实验验证突破性进展

在多种人体细胞和动物模型中测试显示：

• 细胞摄取效率提升300%（较新冠疫苗使用的传统LNP）
• 基因编辑效率提升3倍
• 精准DNA修复成功率提高60%
• 细胞毒性显著降低

研究覆盖的细胞类型包括：

• 皮肤细胞
• 白细胞
• 人类骨髓干细胞
• 肾细胞

"只有极小部分CRISPR组件能突破细胞屏障，"项目负责人Chad A. Mirkin教授指出，"我们通过SNA结构最大化递送效率，使CRISPR能进入此前无法触及的细胞类型。"

从基础研究到临床转化

该技术已进入临床转化阶段：

• Flashpoint Therapeutics公司正在进行 Merkel细胞癌的II期临床试验
• 7种SNA疗法已进入人体试验
• 研究团队正开发针对多种疾病的体内模型验证系统

Mirkin教授强调："CRISPR的潜力不亚于医学革命，但递送系统的结构设计与基因工具本身同等重要。我们将CRISPR与SNA两大技术结合，开创了基因治疗的新范式。"

这项研究获得美国空军科研办公室（FA9550-22-1-0300）、美国国家科学基金会（DMR-2428112）等机构资助，相关成果发表于《美国国家科学院院刊》（DOI: 10.1073/pnas.2426094122）。

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