近日，湖北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、省部共建生物催化與酶工程國家重點實驗室馬立新教授團隊在腫瘤治療領(lǐng)域取得新進展。相關(guān)成果“A biodegradable lipid nanoparticle delivers a Cas9 ribonucleoprotein for efficient and safein situgenome editing in melanoma”（脂質(zhì)納米粒遞送Cas9核糖核蛋白復(fù)合物用于黑色素瘤原位基因組編輯的研究）于近日發(fā)表于國際權(quán)威期刊Acta Biomaterialia（中科院一區(qū)，IF: 9.4）（圖1）。湖北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院碩士生楊曉鵬和周松麗為論文第一作者，羅靜雯副教授為該論文主要通訊作者，湖北大學(xué)為第一單位。

黑色素瘤作為惡性程度最高的皮膚腫瘤，具有易轉(zhuǎn)移、易復(fù)發(fā)等特點。傳統(tǒng)治療手段如手術(shù)切除、放療、化療等存在創(chuàng)傷大、副作用明顯、易產(chǎn)生耐藥性等局限。針對這一臨床難題，研究團隊創(chuàng)新性地將CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)與新型遞送系統(tǒng)相結(jié)合，開發(fā)出具有突破性的治療方案。

BRAF基因通過持續(xù)激活MAPK信號通路，調(diào)控腫瘤細胞的增殖、分化、遷移和凋亡等關(guān)鍵過程，已成為黑色素瘤靶向治療的重要分子靶點。本研究開發(fā)了一種基于脫氧膽酸改性聚乙烯亞胺（PEI-DOCA）的多功能透皮藥物遞送系統(tǒng)，即陽離子脂質(zhì)納米粒（LNP），用于經(jīng)皮傳遞靶向BRAF基因的CRISPR/Cas9核糖核蛋白復(fù)合物（Cas9 RNPs）來治療小鼠黑色素瘤。該研究針對黑色素瘤治療的三大關(guān)鍵難題取得突破：一是遞送效率提高，PEI-DOCA修飾顯著提升納米粒的皮膚滲透性和藥物遞送能力；二是靶向編輯增強，金屬微針輔助形成微米級孔隙，促進LNPs深層滲透至腫瘤組織；三是治療效能加倍，實驗證實該系統(tǒng)可高效下調(diào)BRAF基因表達，顯著抑制腫瘤增殖。這項研究不僅為黑色素瘤治療提供了新思路，也為開發(fā)安全高效的體內(nèi)基因編輯遞送系統(tǒng)奠定了重要基礎(chǔ)（圖2）。

圖.封裝Cas9 RNPs脂質(zhì)納米粒的制備示意圖及經(jīng)皮原位遞送RNPs介導(dǎo)BRAF突變基因組編輯治療黑色素瘤的示意圖

馬立新教授團隊長期致力于可編程核酸酶的發(fā)掘與應(yīng)用研究，近年來在相關(guān)領(lǐng)域取得了系列創(chuàng)新成果，在《Molecular Cell》、《Nucleic Acids Research》、《Advanced Science》、《Biosensors and Bioelectronics》等國際頂尖期刊發(fā)表多篇高水平論文，獲授權(quán)國內(nèi)外發(fā)明專利10余項。未來，團隊將繼續(xù)深化新型基因編輯系統(tǒng)研究，并推動其在基因治療、合成生物學(xué)等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，為我國搶占基因編輯技術(shù)制高點提供核心工具支撐。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.actbio.2024.10.030

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