[发明专利]一种CRISPR/Cas9纳米系统

说明书

本发明涉及一种CRISPR/Cas9纳米系统。具体地，本发明提供一种CRISPR/Cas9纳米系统，所述的CRISPR/Cas9纳米系统包括载体、声敏剂和CRISPR/Cas9系统；所述的载体负载声敏剂和CRISPR/Cas9系统。本发明所述的载体负载声敏剂和CRISPR/Cas9系统，所述的CRISPR/Cas9纳米系统在超声辐照条件下具有优异的溶酶体逃逸能力，从而避免被溶酶体降解，增强基因编辑效率。

技术领域

本发明涉及生物领域，具体地，本发明涉及一种CRISPR/Cas9纳米系统。

背景技术

CRISPR(聚簇成规则间隔短回文重复序列)/Cas9作为一种新兴的基因组编辑技术，具有设计简单、特异性强、效率高等优点，为基因组定向改造调控和应用带来了突破性的进展，在生物医学中展现出广阔的应用前景。但是如何解决生物安全性问题，及在体内中实现蛋白/核酸复合体的高效递送，降低脱靶率，是当前CRISPR/Cas9递送系统亟待解决的重要科学问题。

CRISPR/Cas9系统的特点是体积大、易降解。在没有相应递送工具的帮助下，无论是以DNA、 mRNA还是蛋白质的形式几乎都无法进入哺乳动物细胞。尽管病毒载体具有较高的递送效率，但存在生物安全问题，这阻碍了其广泛应用。近年来，已经报道了多种非病毒递送方法，但是它们不适用于体内应用及全身系统性使用，或不具备细胞核靶向。这些载体可以将Cas9蛋白和sgRNA传递到目标区域，但是也可以将基因编辑材料。

目前CRISPR/Cas9递送系统设计中，sgRNA的设计和载体材料的选择、设计以及刺激响应开关的设计都存在诸多问题。因此需要设计出高效的sgRNA、并且靶向运输到肿瘤细胞。就递送载体而言CRISPR/Cas9递送系统载体目前主要以病毒载体为主，但是病毒载体存在着一定的安全性问题。同时，在刺激响应开关设计中，在CRISPR/Cas9系统有效进入细胞后，如何避免胞质的降解、如何进行溶酶体逃逸、如何高效释放相应的Cas9/sgRNA复合物并高效入核是决定最后能否高效敲除目标基因的关键。

因此，本领域需要开发一种高效递送的CRISPR/Cas9纳米系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全性高和高效递送的CRISPR/Cas9纳米系统。

为实现上述目的，本申请采取的技术方案是：

本发明第一方面提供一种CRISPR/Cas9纳米系统，所述的CRISPR/Cas9纳米系统包括载体、声敏剂和CRISPR/Cas9系统；

所述的载体负载声敏剂和CRISPR/Cas9系统。

优选地，所述的声敏剂包括血卟啉单甲醚。

本发明第二方面提供一种制备如本发明第一方面所述的CRISPR/Cas9纳米系统的方法，所述的方法包括：

(1)将声敏剂、2-甲基咪唑和硝酸锌混合搅拌，离心，洗涤，得到MH；

(2)将MH和CRISPR/Cas9系统孵化，得到CRISPR/Cas9纳米系统。

优选地，MH与CRISPR/Cas9系统的质量比为3-5:1，较佳地3.5-4.5：1。

优选地，所述的方法包括步骤：

(1)2-甲基咪唑1.8-2.0g和硝酸锌1.2-1.4g分别溶于18-22ml甲醇中，得到2-甲基咪唑溶液和硝酸锌溶液。

(2)在室温机械搅拌下，将血卟啉单甲醚(190-210μL，1.8-2.2mg/mL)加入2-甲基咪唑溶液中，然后滴加硝酸锌溶液，在室温下搅拌，离心，洗涤，得到了MH。

(3)将MH和CRISPR/Cas9系统孵化，得到CRISPR/Cas9纳米系统。