一种基于CRISPR技术且可定制的铜协同DNA纳米平台，通过调控昼夜节律和代谢途径来促进铜死亡（Cuproptosis）的发生

《ACS Nano》：A CRISPR-Customizable Copper-Coordinated DNA Nanoplatform Potentiates Cuproptosis Through Circadian and Metabolic Pathway Manipulation

本研究开发CRISPR定制铜-DNA纳米平台（Cu-RNP），通过调控昼夜节律和代谢途径协同诱导细胞凋亡、化学动力疗法及铜依赖性细胞死亡（cuproptosis）。沉默BMAL1破坏昼夜节律，抑制糖酵解并促进三羧酸循环，同时释放的铜离子产生羟基自由基和线粒体铜过载，增强癌细胞对cuproptosis的敏感性。体内外实验证实Cu-RNP显著提升抗癌效果。

　　

尽管铜死亡（cuproptosis）在抗肿瘤治疗中显示出潜力，但在肿瘤微环境中开发增强其治疗效果的策略仍然是一个挑战。受到利用生物钟节律来提高药物疗效的“时间疗法”（chronotherapy）的启发，我们在此报道了一种基于CRISPR技术的铜-DNA纳米平台（Cu-RNP），该平台通过调控生物钟和代谢途径，协同诱导多种类型的细胞死亡，包括增强的铜死亡效应。Cu-RNP结合了Cu²⁺-DNA纳米球的协同自组装机制与靶向BMAL1的Cas13d/crRNA核糖核蛋白。当Cu-RNP被细胞内化后，酸性及还原性的内体/溶酶体环境会促使其解体，释放出RNP以沉默BMAL1基因并破坏生物钟振荡，进而导致WEE1基因下调、p21基因上调，从而引发细胞凋亡。同时，释放出的Cu²⁺会产生具有细胞毒性的羟基自由基，用于化学动力学治疗（CDT），并消耗体内的GSH（谷胱甘肽），促使线粒体铜负荷增加，进而促进铜死亡的发生。重要的是，我们发现沉默BMAL1基因会破坏生物钟节律、抑制糖酵解过程、增强线粒体呼吸作用，并将代谢流重新导向三羧酸循环（TCA cycle），从而增加细胞对铜诱导的铜死亡的敏感性。体外和体内实验均表明，Cu-RNP能够提高癌细胞对铜死亡的敏感性，并通过铜死亡、化学动力学治疗、细胞凋亡以及生物钟-代谢调节的协同作用产生强烈的抗肿瘤效果。本研究揭示了BMAL1调控的生物钟节律与细胞对铜死亡敏感性之间的机制联系，为开发基于铜死亡的多模式抗肿瘤疗法提供了潜在的治疗策略。