[发明专利]一种仿生双特异性纳米编辑系统及其用途

说明书

本发明提供一种仿生双特异性纳米编辑系统及其用途，所述系统包括(a)聚双硫阳离子高分子材料(PD)能够复合编码Cas9或CasRx的质粒DNA(P)；(b)巨噬细胞膜包被于PD/P复合物，组成仿生纳米粒子，靶向炎症病灶部位；(c)质粒系统由肝特异性启动子启动下游基因表达，具有在肝脏组织高度表达的特性。本发明所述系统可制备药物靶向性将此纳米编辑系统递送至肝脏炎症性部位，在肝实质细胞特异性启动下游编辑性基因例如Cas9或CasRx的表达，发挥基因编辑或RNA编辑效果，从而下降疾病相关基因的表达水平，达到精准预防或治疗炎症性肝脏类疾病的目的。本发明能降低脱靶风险，提高全身治疗的安全性。

技术领域

本发明涉及药物化学、合成生物学、药剂学等领域，具体涉及一种仿生双特异性的纳米编辑系统及其用途，该系统可制备药物靶向性将此纳米编辑系统递送至肝脏炎症性部位，在肝实质细胞特异性启动下游编辑性基因例如Cas9或CasRx的表达，从而下降疾病相关基因的表达水平，达到精准预防或治疗炎症性肝脏类疾病的目的，降低脱靶风险，提高全身治疗的安全性。

背景技术

来自细菌的成簇、规则间隔、短回文重复序列(CRISPR)/相关蛋白(Cas)的RNA引导的核酸内切酶基因组工程的编辑工具，具有简便、成本低、和高效性的优点，可以高度特异性地编辑基因组。目前，CRISPR/Cas系统在医学、农学、生物学等领域已得到广泛应用。基于CRISPR-Cas9的基因编辑系统可在单向导RNA(sgRNA)的引导下切割目标基因组位点以诱导DNA双链断裂(DSBs)，碱基的插入和缺失(indels)的产生会导致移码或基因突变，从而下调基因表达。尽管CRISPR/Cas9系统已成为治疗肝脏性疾病的潜在治疗选择，但缺乏能够有效介导基因组编辑器靶向递送的载体仍然是临床转化的主要挑战。因此，开发用于治疗肝脏性疾病的基因组编辑器的递送载体是目前的研究热点。除CRISPR/Cas9，CasRx(也称为RfxCas13d)是靶向RNA的Cas13家族的成员，是一种很有前景的RNA编辑工具，可以高效特异性地敲低RNA转录本。CasRx是一种RNA引导的RNA靶向工具，对RNA转录物表现出有限的脱靶效应，其作用于RNA，具有可逆性及安全性。目前已有文献证明，其可在体外和体内特异性高效地降低RNA水平，具备强大的敲低性能及安全性。CasRx是一种有吸引力的肝脏代谢调节治疗策略，在降低RNA水平的基因表达方面起到关键作用。然而，对于Cas9和CasRx编辑器，病毒或非病毒载体的体内递送不可避免地会在全身给药时出现非特异性分布，导致在非靶向器官和组织中积累。因此，这些非靶器官中的不必要的基因表达可能会导致难以预测的基因毒性和严重的副作用，设计一个精确的编辑系统来解决脱靶编辑的关键问题，以避免从在转化上任何潜在的临床后果至关重要。

启动子对控制治疗基因的表达至关重要。组织特异性启动子是一种仅在特定细胞类型或组织中具有活性的启动子，其可有效地限制基因在其他正常部位的不必要的表达。以肝脏特异性的启动子控制基因编辑元件仅在病变部位也就是肝脏部位表达，组成组织特异性的基因编辑系统，可以防止基因在非靶器官的编辑，大大提高治疗的特异性、准确性和安全性。肝脏特异性表达基因编辑工具已被报道用于肝脏疾病的治疗，例如苯丙酮尿症和鸟氨酸转甲酰基酶缺乏症。肝特异性启动子由肝细胞特异性顺式调节模块(HS-CRM8)和最小转甲状腺素(TTRmin)启动子组成，以肝细胞特异性方式高水平表达，在其他组织或细胞中低表达或不表达。尽管靶向性载体由于炎症趋向性可蓄积在肝脏部位，但是对于非特异性摄取的非肝细胞来说，所产生的编辑效果是不必要的，因此设计肝特异性表达的基因编辑元件来规避以上问题。然而，CasRx用于转录组工程的组织特异性表达系统尚未见报道。在炎症靶向性载体的构建方面，仍存有一些待解决的问题。

发明内容