新型肽类基因载体的设计及其在基因编辑治疗中的应用评价

Genome editing technologies, as an efficient and precise means of gene therapy, significantly promotes the development of personalized medicine. Mutating the CCR5 gene in CD4+T immune cells by genome editing technologies is an effective means of curing HIV infection. However, efficient and safe delivery of genome editing tools hampers the application of genome editing technologies. Based on our previous studies, we hope to further improving the transfection and safety of stearyl-rMel by structural modification, which is a peptide vector with high efficiency. Subsequently, the mRNA encoding CCR5-TALENs are delivered into cells by the screened peptide vectors and knock out the CCR5 gene. Through the above research, we hope to explore the design of efficient and safe peptide vectors and evaluate the application potential of these peptide vectors in delivery of gene editing tools.

基因编辑技术作为一种高效精准的基因治疗手段显著促进了个性化医疗的发展。利用基因编辑技术对CD4+T免疫细胞中的CCR5基因进行突变是治愈HIV感染疾病的有效手段。但是基因编辑工具的高效安全运输成为限制基因编辑技术应用的重要障碍。我们在前期的工作基础上，以具有高转染效率的肽类载体stearyl-rMel为模板，通过结构改造进一步提高其转染效率和安全性。然后，将筛选出的肽类载体用于运输编码CCR5-TALENs（一种基因编辑工具）的mRNA，通过表达的核酸酶对特定CCR5基因进行编辑。通过以上研究，我们希望对高效安全的肽类基因载体的设计进行有益的探索，同时也对这类载体在基因编辑中的应用潜力进行评估。

基因治疗因其潜在的疾病治疗效果而受到越来越多的关注。然而，缺乏有效的核酸运载工具成为限制基因治疗的瓶颈问题。穿膜肽在基因运输方面表现出了一定的应用潜力。SPA是一个来源于P物质的拮抗剂，并表现出一定的抗肿瘤活性。基于氨基酸构成，我们推测SPA能够像穿膜肽一样进入细胞。我们的结果表明SPA能够有效的将抗肿瘤药物喜树碱和质粒运输到细胞内。这说明SPA可以发展成为有效的药物载体用于疾病的治疗。基于抗菌肽与穿膜肽结构的相似性，我们将脂肪酸连接到抗菌肽上构建了一类高效的基因载体。Camel是抗菌肽melittin的类似物,表现出显著的抗菌活性、抗肿瘤活性和低毒性。我们的结果表明将十八烷酸连接到camel的N末端之后可以显著提高其转染活性。另外，18-camel可以将含有P53基因的质粒运输到细胞内而表现显著的抗肿瘤活性。因此这种策略可以用于发展具有肿瘤治疗功能的基因载体。此外为了提高18-camel的肿瘤选择性，我们将P物质连接到18-camel的C末端而构建了一类靶向基因载体18-SP7。与18-camel相比，18-SP7的质粒运输活性表现出明显的NK1受体选择性。这为发展肿瘤靶向的多肽基因载体提供了更多的理论支持。我们将发展的肽类基因载体用于基因编辑技术的研究中遇到了一些难题，还需要进一步的克服。