蛋白質(zhì)是生命體內(nèi)最重要的生物大分子之一，在生命活動過程中執(zhí)行著多種關(guān)鍵功能。利用外源性獲取的蛋白質(zhì)，可以在細胞及體內(nèi)實現(xiàn)生物大分子的化學(xué)標記與功能調(diào)控，進而應(yīng)用于生命機制的解析研究及疾病的靶向治療。然而，由于蛋白質(zhì)本質(zhì)上具有親水性，難以自主穿透疏水性細胞膜到達胞內(nèi)靶點并實現(xiàn)特定器官組織的靶向。因此，發(fā)展細胞及活體層次遞送蛋白質(zhì)的方法與技術(shù)，對于蛋白質(zhì)化學(xué)生物學(xué)和生物醫(yī)學(xué)的研究具有重要意義。

中國科學(xué)院化學(xué)研究所活體分析化學(xué)院重點實驗室汪銘課題組圍繞蛋白質(zhì)遞送及功能干預(yù)開展了研究，發(fā)展了一系列可在細胞及活體層次遞送蛋白質(zhì)及CRISPR/Cas9基因編輯器的方法。然而，如何實現(xiàn)組織器官靶向的時空特異性蛋白質(zhì)遞送尚不清楚。

近期，該課題組通過設(shè)計金屬配位超分子（MOC）的層級自組裝，并利用蛋白質(zhì)表面氨基酸的氫鍵作用，構(gòu)建了具有組織特異性的超分子納米顆粒（LSNPs），發(fā)展了時空特異性蛋白質(zhì)遞送新方法。這一方法能夠有效靶向肝臟、肺等組織。分子機制研究表明，MOC與蛋白質(zhì)組裝形成的LSNPs的表界面化學(xué)特性，影響其在體內(nèi)循環(huán)過程中吸附血清蛋白形成的表面蛋白冠的組成，進而影響蛋白質(zhì)遞送的組織特異性。其中，玻連蛋白與整合素α_vβ₃的識別作用介導(dǎo)LSNPs的肺部特異性。進一步，利用上述原理，該研究發(fā)展了時空特異性基因編輯器遞送方法，運用CRISPR/Cas13d RNA編輯技術(shù)實現(xiàn)了對肺部病毒感染相關(guān)基因-組織蛋白酶L的靶向干預(yù)。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院相關(guān)項目和北京市自然科學(xué)基金的支持。

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時空特異性蛋白質(zhì)遞送示意圖以及組織特異性CRISPR/Cas13d RNA編輯應(yīng)用

來源：中科院