CRISPR/Cas9系统通过外泌体传递其基因编辑功能研究

CRISPR/Cas9系统通过外泌体传递其基因编辑功能研究

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CRISPR/Cas9系统通过外泌体传递其基因编辑功能模式图：CRISPR/Cas9系统中的gRNA和Cas9蛋白功能组分可经细胞产生的外泌体释放至细胞外，并可以在细胞间传递CRISPR/Cas9系统的基因编辑活性。

外泌体作为一种重要的细胞与细胞间物质和信息传递的工具，在多种生理和病理过程中都发挥着非常重要的作用，被广泛应用于诊断和治疗领域。

基于前期研究，该研究团队首先通过一系列实验证实CRISPR/Cas9系统中的gRNA和Cas9蛋白功能组分可经细胞产生的外泌体释放至细胞外，并可以在细胞间传递CRISPR/Cas9系统的基因编辑活性。此外，为了探索外泌体在传递CRISPR/Cas9系统的潜在应用价值，研究团队发现通过生物工程细胞Vero和CHO细胞可制备携带功能性gRNA和Cas9蛋白的外泌体，并可通过此外泌体将gRNA和Cas9蛋白传递至靶细胞，实现CRISPR/Cas9系统基因编辑功能的传递。

本研究首次发现细胞产生的外泌体能将功能性的gRNA和Cas9蛋白传递至周围靶细胞发挥基因编辑功能。由于外泌体具有较高的生物安全性，加之gRNA和Cas9蛋白在细胞内会很快降解，所以直接传递gRNA和Cas9蛋白在理论上可以大大降低二者持续表达所带来的脱靶效应风险，并且不存在传递CRISPR/Cas9表达质粒带来的整合风险。

因此，外泌体有可能成为CRISPR/Cas9系统的一种安全、有效的递送方式。

除此之外，该研究提示我们，在利用CRISPR/Cas9系统进行基因治疗的过程中，也需要考虑携带有gRNA和Cas9蛋白的外泌体对周围及远端组织细胞的潜在影响。

CRISPR/Cas系统是一种高效的基因编辑工具。

本研究发现，CRISPR/Cas9表达细胞的内源性外显子体可以独立地输出gRNA和Cas9蛋白。

本研究发现，无论是gRNA还是Cas9蛋白都可以通过内源性外泌体从表达CRISPR/Cas9的细胞中独立输出。

进一步的实验表明，这些自然产生的内源性外显子可作为载体，分别传递功能性Cas9和乙型肝炎病毒（HBV）特异性gRNA，以切割转染HuH7细胞的HBV DNA或人乳头状瘤病毒（HPV）特异性gRNA，以切割HeLa细胞中整合的HPV DNA。

综上所述，本研究表明内源性外泌体作为功能性gRNA和Cas9蛋白安全有效的传递载体的潜力。

同时，内源性外泌体介导的基因编辑活性向邻近和远处的细胞或组织的传递可能会进一步复杂化CRISPR/Cas9系统的靶外和安全性问题。

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