CRISPR/Cas9系統(tǒng)因其快捷、高效、特異性強等優(yōu)點使其成為全球?qū)嶒炇业难芯繜狳c。通過CRISPR/Cas9系統(tǒng)特異性敲除癌基因是一種有效的癌癥治療新方法。同時，將CRISPR/Cas9系統(tǒng)與化療藥物聯(lián)合的策略有望實現(xiàn)各種復雜癌癥的協(xié)同高效治療。近年來，四價鉑(Pt(IV))前藥被廣泛應(yīng)用于各種納米藥物載體中，可通過與基因治療結(jié)合用于癌癥治療，且取得了較好的聯(lián)合治療效果。
因此，黃宇彬教授團隊制備了一種主鏈可消除的Pt(IV)前藥骨架的聚合物納米平臺 (NPCSPt)，用于CRISPR/Cas9系統(tǒng) (NPCSPt/pEZH2) 的遞送，來協(xié)同基因編輯-化療聯(lián)合治療人類前列腺癌（如圖1）。通過將Pt(IV) 前藥作為聚合單體引入到高分子主鏈中，在側(cè)鏈接枝上寡聚乙烯亞胺(OEI1.8k) 和PEG后，可以自組裝成表面帶正電荷的陽離子納米平臺 (NPCSPt)。通過靜電吸附，NPCSPt 能將CRISPR/Cas9載體質(zhì)粒（pEZH2，編輯目標基因EZH2）擔載到納米粒上得到復合納米粒體系 (NPCSPt/pEZH2)。在經(jīng)歷細胞內(nèi)吞和溶酶體逃逸后，NPCSPt/pEZH2 中的CSPt 能被癌細胞中還原劑以鏈消除的模式還原降解，同時釋放出pEZH2和二價鉑藥（Pt(II)）。通過CRISPR/Cas9系統(tǒng)可對EZH2進行有效基因編輯，在細胞水平和動物水平的基因編輯效率分別達到32.2%和21.3%，導致EZH2蛋白的表達大大減少，抑制癌細胞的增殖；同時造成H3K27me3蛋白的降低，使細胞核中染色體由纏繞狀態(tài)變得更松散，增加Pt(II)與核DNA的結(jié)合，造成更多的DNA損傷并進一步增強細胞的殺傷效果。細胞及動物水平實驗均表明該納米共遞送平臺取得了協(xié)同增強的腫瘤治療效果，不僅提供了一種CRISPR/Cas9系統(tǒng)高效遞送載體，而且為癌癥治療提供了一種基因編輯-化療聯(lián)合的新思路。
圖1. 主鏈含Pt(IV)聚前藥的聚合納米平臺用于CRISPR/Cas9系統(tǒng)遞送實現(xiàn)有效的基因編輯-化療協(xié)同治療示意圖
以上研究成果近期以Chain-shattering Pt(IV)-backboned polymeric nanoplatform for efficient CRISPR/Cas9 gene editing to enhance synergistic cancer therapy為題發(fā)表于Nano Research（2020，DOI: 10.1007/s12274-020-3066-4）。論文的第一作者為中國科學院長春應(yīng)用化學研究所博士生張慶飛，通訊作者為東北師范大學黃宇彬教授。上述研究工作得到了國家自然科學基金委等項目的支持。
論文鏈接：https://doi.org/10.1007/s12274-020-3066-4
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