近红外光遗传纳米系统用于CRISPR-Cas9基因编辑和协同光动力学疗法的时空控制

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 纳米技术 纳米技术
• 分子生物学分子生物学

背景情况:

• 在体内对CRISPR/Cas9基因编辑的时空控制具有挑战性.
• 目前的方法缺乏精度,可能导致目标外的效应.
• 开发针对癌症的向疗法仍然是一个关键的需求.

研究的目的:

• 开发一种近红外 (NIR) 光激活的纳米光子系统,用于控制的CRISPR/Cas9基因编辑.
• 为了整合光动力学疗法 (PDT) 以获得协同作用的抗瘤效应.
• 为了实现精确的,光控制的体内基因编辑和癌症治疗.

主要方法:

• 采用了胺添加剂的升级转换纳米颗粒,用于塑体输送和NIR光转换.
• 开发了一种通过980nm NIR光激活的纳米光子系统 (UCPP).
• 同时激活基因编辑和PDT使用可见光发射 (460和650nm).

主要成果:

• 实现了低氧诱导因子1α的光控制,精确的基因编辑,最小的非目标效应.
• 有效地改善了缺氧瘤部位.
• 促进了深层PDT与协同作用的抗瘤效应.

结论:

• 开发的可光遗传激活的CRISPR-Cas9纳米系统可以在体内对基因编辑进行精确的时空控制.
• 该系统通过结合基因编辑和PDT,为向癌症治疗提供了一种协同方法.
• 具有在体内基因编辑应用和癌症治疗策略的重大潜力.