[发明专利]一种智能光控CRISPR纳米载体及其制备方法

说明书

本发明提供了一种智能光控CRISPR纳米载体，包括阳离子聚合物/相变材料核壳结构和CRISPR基因编辑系统，所述CRISPR基因编辑系统附着于阳离子聚合物/相变材料核壳结构中，所述智能光控CRISPR纳米载体的粒径为30～200nm；所述阳离子聚合物/相变材料核壳结构包括光热剂、相变材料、阳离子聚合物。该智能光控CRISPR纳米载体具有良好的生物相容性和细胞转染效率，解决现有技术中CRISPR基因编辑系统在细胞内的递送和释放难以精确控制的问题。本发明还提供了一种智能光控CRISPR纳米载体的制备方法。

技术领域

本发明涉及纳米生物医药技术领域，具体涉及一种智能光控CRISPR纳米载体及其制备方法。

背景技术

CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)基因编辑系统是最近发现的一种新型的基因定点编辑技术，由规律成簇的短间隔重复(CRISPR)和CRISPR相关蛋白(CRISPR associated protein,Cas)两部分构成，能够通过使用序列特异性导向RNA分子(sequence-specific guide RNA,gRNA)引导核酸内切酶到靶点，完成对目标基因的删除、添加、激活或抑制。作为近年来最热门的基因编辑工具，CRISPR在癌症、脑部神经疾病、遗传病等重大疾病的治疗、检测等领域显示出巨大的应用前景。

目前，研究人员主要使用慢病毒、腺病毒及腺相关病毒等病毒型载体递送CRISPR基因编辑系统，其免疫原性较大，可能会引起不希望的自身免疫反应和致癌作用。而且，病毒载体还可能引起插入突变的现象，导致基因编辑存在极大的安全隐患。此外，病毒载体携带DNA的能力有限，且装载质粒过程繁琐，在实际使用过程中难以普及和推广。从2014年开始，非病毒CRISPR载体在基因治疗领域的研究获得了广泛的关注，如专利CN 107557393 A公开了一种由磁性纳米材料介导的CRISPR/Cas9 T细胞内递送系统制备方法，将CRISPR系统与阳离子聚合物修饰的磁性纳米颗粒复合，最终在磁场介导下将CRISPR系统介导到T细胞内。专利号CN 104306987B公开了另一种基因载体，其以金纳米颗粒为骨架，利用修饰过的牛血清蛋白包裹金纳米颗粒，原子转移自由基聚合法(ATRP)合成以多糖为骨架的聚阳离子，获得了高于“金标”聚乙烯亚胺(PEI)的转染效率和较低毒性的基因载体，且该载体具有良好的CT成像效果。非病毒脂质体和阳离子聚合物载体虽然具有成本低、制备简单、便于大规模生产、安全性高、有效荷载量大等优点，但是其不足之处也较为明显：(1)易被网状内皮系统(RES)清除而影响被靶细胞的内在化，结果造成细胞转染效率不足；(2)在细胞内降解快，导致基因药物不能在胞内高效富集，外源基因转导到宿主细胞后表达时间短；(3)载体被细胞内化后只能被动释放，导致基因编辑难以快速激活，限制了基因编辑的效率。因此，探索具有高转染效率、高稳定性和能够精确释放的适合临床精准治疗的新型CRISPR智能载体成为生物医药领域亟待解决的关键科学问题。