利用脂質納米顆粒多次遞送CRISPRCas9到多種肌肉組織中

　　許多難治的疾病是基因突變的結果。基因組編輯技術有望校正該突變，從而為患者提供新的治療。然而，將該技術用于需要校正的細胞仍然是一個重大挑戰。在一項新的研究中，來自日本京都大學等研究機構的研究人員報告了脂質納米顆粒如何為治療杜興氏肌肉營養不良癥（DMD）小鼠模型提供有效的遞送手段。相關研究結果于2021年12月8日發表在Nature Communications期刊上，論文標題為“Low immunogenicity of LNP allows repeated administrations of CRISPR-Cas9 mRNA into skeletal muscle in mice”。

　　雖然CRISPR-Cas9可以應用于農業和畜牧業，以獲得更有營養的食物和健壯的作物，但大多數媒體關注的是它的醫療潛力。DMD只是科學家們預見的利用CRISPR-Cas9進行治療的眾多疾病之一。

　　論文通訊作者、京都大學的Akitsu Hotta博士說，“現在有治療DMD的寡核苷酸藥物，但其效果是短暫的，所以患者必須每周接受治療。另一方面，CRISPR-Cas9的效果是持久的。”

　　DMD導致整個身體的肌肉漸進性萎縮。患者通常在學齡前就開始出現癥狀，如容易摔倒和不能跑步，并且往往在成年前就需要使用呼吸機。

　　對于像DMD這樣的疾病，有必要靶向廣泛的骨骼肌，這意味著多次注射很重要。目前研究的遞送系統利用非致病性病毒來遞送CRISPR-Cas9，但這些病毒會誘發免疫反應和抗體產生，從而阻止了進行多次注射。

　　脂質納米顆粒可以防止這些反應。顧名思義，脂質納米顆粒是直徑小于0.1微米的微小顆粒，由脂質組成，在酸度的作用下改變其特性。這一特點使它們能夠在細胞外保持完整，但一旦進入細胞，它們就會破裂，釋放出它們的內含物，如CRISPR-Cas9，然后這種基因編輯工具就可以自由地校正基因突變。脂質納米顆粒正被用于COVID-19 mRNA疫苗，但它們在基因組編輯治療方面的效用仍在研究之中。Hotta一直在開發能夠將基因組編輯技術遞送給宿主細胞的脂質納米顆粒。

　　在對幾種配方進行實驗后，這些作者報告了一種新型脂質納米顆粒，它能將CRISPR-Cas9封裝在它的內部并且靶向小鼠體內的肌肉細胞。

　　寡核苷酸藥物在小鼠身上的效果在治療后不斷減弱，并在幾個月后消失，與此不同的是，這項新的研究顯示，用這種新的脂質納米顆粒遞送CRISPR-Cas9在肌肉中保持了持續一年以上的效果。

　　此外，即使通過多次肌肉注射遞送這種新的脂質納米顆粒，它的效果也很明顯，而基于病毒的遞送在第二次注射后未能產生效果。此外，靜脈灌注脂質納米顆粒到四肢，對多種肌肉組織有治療益處。

　　Hotta指出，為了增加安全性，“CRISPR-Cas9在幾天內就從體內消失了。這意味著脫靶基因組編輯的風險很小，但治療效果持續時間很長”。