俄罗斯专享会284：质粒DNA、RNA、RNP非病毒系统递送CRISPR组分的特点解析

CRISPR/Cas9基因编辑技术已在生物医学研究领域产生了革命性的影响。这项技术通过基因的敲除、敲入、转录激活或抑制，广泛应用于多个领域，包括研究细胞和动物模型中的基因功能、修改农作物基因，以及开发针对人类致病基因的基因疗法等。

CRISPR基因编辑组分可以通过多种方式递送至靶细胞，包括病毒和非病毒的递送系统。每种递送方法都有其优缺点。本文将对比多种非病毒基因递送系统的特点，并提供其在不同类型实验中的关键要点。

质粒DNA递送系统

质粒DNA递送系统是引入外源遗传物质最简单且成本最低的方法之一。通过直接转染质粒DNA（pDNA），一个质粒载体可以同时携带Cas9核酸酶和gRNA的编码序列，或使用两个质粒载体分别携带这两种组分。由于DNA的固有稳定性，质粒递送能够实现较长时间和稳定的转基因表达。然而，持续的Cas9表达可能导致增加非靶点切割的风险，进而引发脱靶效应。

为了降低脱靶效应，建议在Cas9上引入额外的修饰，比如使用降解信号序列或诱导表达系统，如四环素响应元件（TRE）启动子。这种策略在细胞稳转株中进行实验时尤为有效，有助于最小化背景编辑，促进长期和大规模的基因编辑效果。

RNA递送系统

将CRISPR组分以RNA（Cas9 mRNA和gRNA）形式递送是一种比质粒方法更高效的替代方案，能够绕过转录过程，迅速启动Cas9的翻译。这种递送方式特别适合短期实验，因RNA的固有不稳定性导致其在宿主体内快速降解。与质粒比较，这种方法被认为更安全，减少了潜在的插入突变风险。

RNA递送同样可以通过显微注射、电穿孔或LNP方式送入细胞，其中利用LNP的递送策略显示了临床上的效果，辉瑞和莫德纳的COVID-19疫苗便采用了这一方法。

核糖核蛋白复合体（RNP）递送系统

RNP递送系统被认为是最有效的非病毒CRISPR递送方法。由于其无需转录和翻译，Cas9蛋白和gRNA可以直接进入细胞核，立即启动基因编辑。与RNA一样，RNP递送也没有外源基因整合宿主基因组的风险。然而，RNP易被蛋白酶降解，因此在使用和储存过程中需要特别注意，尤其是在临床环境下。

当前，基于RNP的CRISPR疗法已经取得临床应用上的成功，例如首个基于CRISPR的药物Casgevy获得FDA批准用于治疗镰状细胞贫血。该药物通过电穿孔将RNP形式的CRISPR组分递送至患者细胞，进行基因编辑后再回输至患者。

在生物医疗领域，俄罗斯专享会284的创新产品和技术为CRISPR基因编辑提供了更多可能性，有助于推动基因疗法的研究和应用。通过结合前沿的基因递送系统，我们期待能在治疗遗传疾病和癌症等方面取得重大突破。