在《MedComm—生物材料与应用》杂志上发表的一项研究中，龚长阳教授和他的博士生 周诗瑶同学阐述了CRISPR/Cas9系统的机制。CRISPR/Cas9系统由Cas9蛋白和单链定向RNA(sgRNA)组成。
在存在原型间隔子相邻基序 (PAM) 的情况下，sgRNA 准确地将 Cas9 核酸内切酶引导至目标区域，在该区域引起 DNA 双链断裂 (DSB)，从而导致位点特异性基因组变化。DSB 创建后可通过两种主要基因组编辑途径进行内源 DNA 修复：非同源末端连接 (NHEJ) 或同源定向修复 (HDR)。
利用Cas9在sgRNA指导下靶向特定DNA序列的生物学特性，科学家们进一步开发了基于dCas9的基因打靶激活和基因打靶抑制工具，分别称为CRISPRa和CRISPRi。
本文概述了三种形式的 CRISPR/Cas9 货物的特征。CRISPR/Cas9系统的三种递送形式是质粒、mRNA/sgRNA和核糖核蛋白(RNP)复合物，每种形式都有自己的优点和缺点。
然而，无论有效负载形式如何，CRISPR/Cas9穿透靶细胞都具有挑战性。因此，开发有效的 CRISPR/Cas9 递送纳米技术策略至关重要。
本文总结了用于这三类癌症治疗的基于纳米技术的递送技术。尽管病毒载体是CRISPR/Cas9系统最常用的递送载体，但由于包装容量有限、免疫原性高和缺乏组织靶向等缺点，其应用受到限制。
纳米载体，包括阳离子脂质纳米颗粒、阳离子聚合物/多肽纳米颗粒、无机纳米材料、DNA纳米结构、金基纳米颗粒和外泌体或细胞外囊泡，是目前有望用于CRISPR/Cas9系统的递送方法。
以基于阳离子脂质的非病毒载体为例，阳离子脂质载体可以通过静电相互作用加载CRISPR/Cas9系统。此外，可以通过配体修饰或结构修饰来增强载体的靶向性，以促进细胞摄取并提高递送效率。
在特定的细胞内环境或细胞外信号触发下，响应性纳米载体还可以实现CRISPR/Cas9的特异性释放，实现时空可控的基因编辑。这些基于纳米技术的智能递送系统显着提高了CRISPR/Cas9系统的肿瘤治疗能力，并显着减少了其脱靶效应。
研究人员对基于纳米技术的 CRISPR/Cas9 系统传递的未来研究方向提供了新颖的见解。使用 CRISPR/Cas9 纳米技术进行基因编辑是癌症治疗领域的新曙光。CRISPR/Cas9递送非病毒载体的不断优化和改进显示了其在肿瘤治疗领域的巨大研究和应用潜力。
尽管如此，大部分研究仍处于早期阶段。CRISPR/Cas9在分子水平上还有许多未解决的问题。综上所述，基于CRISPR/Cas9的个性化靶向治疗可能是肿瘤治疗的未来，为肿瘤治疗带来新的希望。
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