河南大学-麦考瑞大学生物医学联合创新中心在基因编辑治疗脑肿瘤领域取得新进展
近日，河南大学-麦考瑞大学生物医学联合创新中心在Science子刊Science Advances发表了关于脑胶质瘤CRISPR-Cas9基因编辑治疗的研究论文，该论文在期刊主页被重点展示。
CRISPR-Cas9基因编辑技术被认为是21世纪以来生物技术方面最重要的突破之一，并荣获2020年诺贝尔化学奖，它提供了在靶细胞基因组中快速产生突变、插入和缺失达到对靶基因组DNA修饰的目的。CRISPR技术的奠基人、诺奖得主Jennifer A. Doudna提到“递送可能是体细胞基因编辑治疗最大的瓶颈”。因此，开发安全、有效的CRISPR递送系统是实现基因编辑体内治疗的必要条件。本论文针对难治疗、易复发的恶性脑胶质瘤(GBM)，开发了安全的CRISPR-Cas9脑递送系统将CRISPR-Cas9转运穿过BBB以靶向脑部病变细胞，有效编辑致癌基因PLK1，实现胶质瘤基因编辑治疗。该平台满足以下设计标准:易制备、高负载、小尺寸、长循环、高渗透、强靶向、快释放、高编辑和低脱靶等。细胞及活体实验验证了该纳米胶囊经静脉注射后，在原位胶质瘤荷瘤小鼠模型中具有显著增强的BBB渗透及肿瘤组织富集与滞留能力，体内PLK1编辑效率高达38.1%，而在高风险组织（肝、肾及正常脑组织）中脱靶基因编辑可以忽略不计(低于0.5%)。更重要的是，纳米胶囊治疗后荷瘤小鼠的中位存活时间得到近3倍的显著延长。该CRISPR-Cas9纳米胶囊为包括脑肿瘤在内的脑部疾病提供了递送平台，有望实现脑疾病非侵入、安全、高效的基因治疗。
该成果以“Blood-brain barrier-penetrating single CRISPR-Cas9 nanocapsules for effective and safe glioblastoma gene therapy”发表，河南大学为第一单位，邹艳副教授，硕士研究生孙新红为该论文共同第一作者，冰洋教授、郑蒙教授为共同通讯作者。该研究历时4年，得到了来自美国哥伦比亚大学Kam Leong院士、国家纳米中心梁兴杰教授、韩国国立癌症中心Jong Bea Park教授、哈佛医学院陶伟教授等合作者的大力支持和国家自然科学基金、国家重点研发纳米专项、河南省高校科技创新团队及人才支持计划等资助。
论文链接： https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abm8011
河南大学-麦考瑞大学生物医学联合创新中心于2015年9月依托于河南大学生命科学学院筹建，随后相继获批河南省纳米生物医学国际联合实验室（2016年）、河南省生物纳米医学学科创新引智基地（2018年），并于2020年11月经河南省科学技术厅批准建设河南省重点实验室。实验室专注于脑部疾病的机制研究、新型诊疗系统的开发及脑部疾病靶向治疗，在脑部疾病新治疗靶点的筛选及输送策略机制研究（ Nature Communications , 2020, 11, 2978； Advanced Science , 2021, 2102001），脑部诊疗系统开发及应用（ Advanced Materials , 2021, 202106082; Biomaterials , 2020, 229, 119576），脑部递送系统构建（ Advanced Materials , 2021, 2104779; Advanced Materials , 2019, 1903277; Advanced Materials , 2020, 2000416; Nano Letters , 2020, 20, 1637; Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 4938），脑靶向纳米药物临床前评估及转化（ Science Advances , 2022, 8, eabm8011; Science Advances , 2020, 6, eabc7031; Advanced Materials , 2018, 1803717; ACS Nano , 2022, DOI: 10.1021/acsnano.2c00320;）等领域取得一系列研究成果，同时受邀撰写多篇脑部生物纳米药物相关综述（ Trends in Biotechnology , 2018, 36, 562； Advanced Science , 2020, 8, 2101090; Advanced Functional Materials , 2020, 2005029），在国内外产生了较大的学术影响力。中心始终坚持以围绕生物学“一流学科”进行“生物+”学科交叉研究为特色，推动了生物学与相关学科的交叉融合。2016年以来，实验室主持承担国家重点研发计划青年项目、国家海外高层次人才青年项目、国家自然科学基金委等国家级科研项目10余项，获批中国发明专利16项,申请国际专利5项。
