蛋白質是生命體內最重要的生物大分子之一，在生命活動過程中執行著多種關鍵功能。利用外源性獲取的蛋白質，可以在細胞及體內實現生物大分子的化學標記與功能調控，進而應用于生命機制的解析研究及疾病的靶向治療。然而，由于蛋白質本質上具有親水性，難以自主穿透疏水性細胞膜到達胞內靶點并實現特定器官組織的靶向。因此，發展細胞及活體層次遞送蛋白質的方法與技術，對于蛋白質化學生物學和生物醫學的研究具有重要意義。
中國科學院化學研究所活體分析化學院重點實驗室汪銘課題組圍繞蛋白質遞送及功能干預開展了研究，發展了一系列可在細胞及活體層次遞送蛋白質及CRISPR/Cas9基因編輯器的方法。然而，如何實現組織器官靶向的時空特異性蛋白質遞送尚不清楚。
近期，該課題組通過設計金屬配位超分子（MOC）的層級自組裝，并利用蛋白質表面氨基酸的氫鍵作用，構建了具有組織特異性的超分子納米顆粒（LSNPs），發展了時空特異性蛋白質遞送新方法。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與蛋白質組裝形成的LSNPs的表界面化學特性，影響其在體內循環過程中吸附血清蛋白形成的表面蛋白冠的組成，進而影響蛋白質遞送的組織特異性。其中，玻連蛋白與整合素αvβ3的識別作用介導LSNPs的肺部特異性。進一步，利用上述原理，該研究發展了時空特異性基因編輯器遞送方法，運用CRISPR/Cas13d RNA編輯技術實現了對肺部病毒感染相關基因-組織蛋白酶L的靶向干預。
相關研究成果發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。研究工作得到國家自然科學基金、中國科學院相關項目和北京市自然科學基金的支持。
時空特異性蛋白質遞送示意圖以及組織特異性CRISPR/Cas13d RNA編輯應用
蛋白質是生命體內最重要的生物大分子之一，在生命活動過程中執行著多種關鍵功能。利用外源性獲取的蛋白質，可以在細胞及體內實現生物大分子的化學標記與功能調控，進而應用于生命機制的解析研究及疾病的靶向治療。然......
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