科研成果

    近日，生命科学学院河南大学-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。