多级递送纳米粒子可促进crispr/dcas9系统体内激活，用于抑制肿瘤生长
多级递送纳米粒子的制备与体内递送示意图，图1
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规律成簇的间隔短回文重复序列 （crispr）及失活的相关蛋白9（dcas9）系统可以在不剪切宿主基因组序列的条件下精确控制内源基因表达，从而为癌症治疗提供了一种新的方法。
尽管crispr/dcas9系统在医学上具有很大的应用潜力，但对于癌症治疗来说，目前存在的最大的挑战是如何将crispr/dcas9系统安全高效地递送至肿瘤组织。
近期，南开大学刘阳研究员与天津医科大学康春生教授合作在advanced science上发表文章，提出了一种多级递送纳米颗粒（mdnp），可实现crispr/dcas9系统的肿瘤靶向递送并且在体内恢复内源mirna表达。
多级递送纳米颗粒被设计为核-壳结构，环境响应性聚合物构成的壳层赋予mdnp根据体内微环境呈现不同表面特性的能力，从而克服多个生理障碍将crispr/dcas9系统递送到肿瘤部位并被肿瘤细胞高效摄取（图1）。
多级递送纳米粒子在体外和体内的递送效率，图2
研究人员首先使用荧光标记的质粒dna作为模型，在体外和体内评估多级递送纳米颗粒的递送效率。与在中性条件下（ph=7.4）相比，当mdnp在酸性条件下（ph=6.5）递送时，我们可以观察到细胞对质粒dna的摄取显着增强（图2a）。纳米粒子在小鼠体内的分布同样证实了这一结果，表明多级递送纳米颗粒具有较高的肿瘤靶向能力（图2b）。与pei25k相比， 多级递送纳米颗粒在肝脏处的富集较少，表明peg化的表面可以有效避免免疫系统对纳米粒子的清除。
此外，与不具有环境响应性壳层的纳米粒子相比，多级递送纳米颗粒也表现出更快和更高的肿瘤靶向能力，表明多级递送纳米颗粒表面peg壳层的脱除确实增强了纳米粒子在肿瘤处的富集。
多级递送纳米粒子在体外和体内上调mir-524的表达，图3
接下来，研究人员选择mir-524作为靶基因，通过crispr/dcas9系统激活mir-524的表达进而抑制与癌细胞增殖相关蛋白的表达。实验结果证明在肿瘤微酸性条件下用mdnp/dcas9-mir-524处理的细胞中上调mir-524水平、抑制下游蛋白表达（图3a,b），并且最终抑制肿瘤细胞的增殖（图3c）。随后通过向患有肿瘤的小鼠尾静脉注射mdnp/dcas9-mir-524，发现小鼠肿瘤中的mir-524的表达升高（图3e）、肿瘤的生长明显受到抑制（图3d），且在其他器官未产生明显的副作用（图3f）。
这些结果证实，使用多级递送纳米颗粒可在体内实现基于crispr/dcas9系统的基因表达调节，有望成为基于cripsr/dcas9系统的癌症基因疗法的新策略。
