撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

化療耐藥和免疫抑制是結(jié)直腸癌（CRC）的化療-免疫療法的常見障礙。而現(xiàn)在，武漢大學(xué)的一項(xiàng)最新研究另辟蹊徑，開發(fā)了一種可口服的 CRISPR 納米顆粒，通過 CRISPR 基因編輯增強(qiáng)化療-免疫療法。

2025 年 4 月 23 日，武漢大學(xué)張先正教授團(tuán)隊(duì)在 Nature 子刊Nature Nanotechnology上發(fā)表了題為：An orally administered gene editing nanoparticle boosts chemo-immunotherapy in colorectal cancer 的研究論文。

該研究開發(fā)了一種可口服的 CRISPR-Cas9 基因編輯納米顆粒遞送系統(tǒng)，通過敲除

TRAP1

近年來，研究人員觀察到化療可誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生免疫原性細(xì)胞死亡（ICD），從而導(dǎo)致腫瘤部位的免疫浸潤增加。其已與免疫檢查點(diǎn)阻斷（ICB）療法聯(lián)合使用，以提高結(jié)直腸癌（CRC）的免疫應(yīng)答率。然而，對于這種化療-免疫療法，個(gè)體反應(yīng)存在很大差異，許多患者因化療耐藥而治療失敗，導(dǎo)致預(yù)后不良，尤其是對于微衛(wèi)星穩(wěn)定的結(jié)直腸癌患者而言。

線粒體應(yīng)激是化療耐藥性的一個(gè)重要因素；處于應(yīng)激狀態(tài)的線粒體觸發(fā)下游分子警報(bào)，從而阻止化療藥物損害腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞核。此外，耐藥腫瘤會促進(jìn)免疫抑制性腫瘤微環(huán)境（TME）的發(fā)展，這進(jìn)一步削弱了化療-免疫療法的效果。

有幾種線粒體蛋白參與調(diào)節(jié)上述過程。特別是腫瘤壞死因子（TNF）受體相關(guān)蛋白-1（TRAP1），其在結(jié)直腸癌組織中特異性高表達(dá)，與 CypD 形成復(fù)合物，阻止其轉(zhuǎn)移以打開線粒體膜通透性轉(zhuǎn)換孔（mPTP），從而抵抗氧化應(yīng)激信號。值得注意的是，CypD 易位介導(dǎo)的線粒體通透性轉(zhuǎn)換與多種炎癥狀況密切相關(guān)。抑制 TRAP1 可能會引發(fā)由 CypD 介導(dǎo)的細(xì)胞壞死以及隨后的免疫細(xì)胞浸潤。然而，TRAP1 的存在可阻止結(jié)直腸癌中這種炎癥信號的出現(xiàn)。此外，化療引起的氧化應(yīng)激會提高 TRAP1 的表達(dá)水平，這進(jìn)一步促進(jìn)了化療耐藥性。

抑制 TRAP1 已成為提高化療響應(yīng)的一種頗具吸引力的方法。然而，目前的 TRAP1 抑制劑面臨著諸如線粒體積累效果不佳、結(jié)合特異性有限以及藥物清除過快等挑戰(zhàn)。為了克服這些挑戰(zhàn)，基于 CRISPR-Cas9 的遞送系統(tǒng)已被提出，其具有短期藥物遞送但能持續(xù)發(fā)揮治療效果的優(yōu)勢。有證據(jù)表明，口服藥物制劑與更高的患者依從性相關(guān)。因此，開發(fā)一種口服的 CRISPR-Cas9 遞送系統(tǒng)對于結(jié)直腸癌的臨床管理具有重要意義。

在這項(xiàng)最新研究中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，

TRAP1

由于胃腸道消化環(huán)境和腸黏膜屏障的降解作用，關(guān)于口服遞送 CRISPR-Cas9 用于結(jié)直腸癌治療的報(bào)道很少，這對遞送系統(tǒng)的防黏附和遞送能力提出了很高的要求。

該研究構(gòu)建了一種新型納米顆粒用于遞送 CRISPR-Cas9，首先將透明質(zhì)酸（HA）與氧化三甲胺（TMAO）以最佳比例結(jié)合，合成 HA-TMAO，隨后將其做為聚β-氨基酯（PBAE）-CRISPR 質(zhì)粒納米復(fù)合物（PBD）表面的涂層，從而獲得最終的 HA-TMAO 修飾的基于 PBAE 的 DNA 載體——HTPBD。其中，TMAO 是來自深海魚類的天然成分，提供了抗黏液黏附能力，能夠輕松穿透腸道黏液屏障。口服后，該系統(tǒng)通過腸道上皮細(xì)胞的 OCTN2 介導(dǎo)的轉(zhuǎn)胞吞作用，在結(jié)直腸癌組織中積累。

在化療耐藥的結(jié)直腸癌小鼠模型中，該口服 CRISPR 系統(tǒng)聯(lián)合化療藥物 5-FU 和抗 PD-1 單抗，腫瘤抑制率高達(dá) 90%，并將小鼠生存期延長了 2.5 倍。在自發(fā)成瘤結(jié)直腸癌小鼠模型中，將腸道腫瘤減少了 60%，顯著提高了免疫細(xì)胞對腫瘤微環(huán)境的浸潤。

總的來說，這種口服 CRISPR-Cas9 納米顆粒遞送系統(tǒng)為結(jié)直腸癌的臨床治療提供了一種很有前景的新策略。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41565-025-01904-5