臺灣國際科展

超分子奈米粒子應用於基因治療

科展類別
臺灣國際科展作品
屆次
2022年
科別
化學
學校名稱
臺北市私立華興中學
指導老師
田廣仁
作者
邱奕智
關鍵字
超分子奈米粒子、CRISPR/Cas9、基因治療

摘要或動機

X染色體關聯性視網膜裂損症患者,在青少年時期會逐漸喪失視力,主要是因為RS1基因突變造成視網膜剝離,目前並沒有藥物達到有效的治療效果,即使最新研發的病毒載體基因療法也沒有效果,雖然在動物模型中具有良好的表現,但是在人體試驗中卻沒有獲得任何顯著的改善成果,推測是實驗模型不夠完善,在本實驗中,我們將會採用幹細胞分化成為視網膜類器官,並搭配上超分子奈米粒子運輸基因編輯材料送入,期許達到治療效果。本研究中以超分子奈米粒子(SMNP)將CRISPR/Cas9基因編輯系統及正常RS1基因共同運輸進入細胞來達成基因敲入的效果。我們篩選出兩個具有最佳傳遞性之超分子奈米粒子載體(Cas9/sgRNA-plasmidÌSMNPs及Donor-RS1/GFP-plasmidÌSMNPs)並將其應用於細胞中,於其安全編輯位點(AAVS1 locus)實施基因敲入,接著以PCR及Sanger sequence檢測敲入基因的正確性,並施以免疫螢光法分析RS1蛋白表現。結果顯示在細胞當中,RS1/GFP基因成功敲入AAVS1位點中並能有效進行表現,因此我們進而測試該方法是否能應用於iPSC分化而成的人類視網膜類器官中,其也成功表現RS1/GFP 質體引發的綠色螢光蛋白(GFP),效果也持續接近40天。總而言之,我們希望目前的研究結果可以作為未來開發遺傳性疾病基因治療法的藍圖,造福受疾病所困擾的病患。


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