综述：CRISPR/Cas生物成像：从全身生物分布到单细胞动力学

这篇综述系统阐述了CRISPR/Cas系统与纳米颗粒（NPs）技术结合在光学生物成像（NIR/荧光成像）中的突破性应用，揭示了其在基因编辑过程实时监测（如递送追踪、编辑效率、脱靶效应）和多重多色成像中的潜力，同时探讨了仿生NPs在克服生物屏障、提升靶向性和生物相容性方面的前沿进展，为精准医疗和诊疗一体化（theranostics）提供了新范式。

　　

Abstract
CRISPR/Cas系统与光学生物成像的融合正在改写基因编辑可视化的规则。通过近红外（NIR）和荧光成像技术，搭载纳米颗粒（NPs）的CRISPR/Cas不仅能实现从分子到器官的多尺度动态追踪，还能定量检测代谢物、蛋白质、核酸等靶标。纳米载体（如仿生NPs）通过增强组织穿透性和内体逃逸能力，显著提升了CRISPR/Cas的递送效率与成像信噪比，为癌症、神经退行性疾病等领域的诊疗一体化（theranostics）开辟了新路径。

Introduction
光学成像技术的革新与纳米颗粒（NPs）的协同发展，突破了传统荧光探针的组织散射和自发荧光限制。CRISPR/Cas系统从单纯的基因剪刀升级为实时监控工具，可捕捉NPs在体内的生物分布、跨屏障运输及基因编辑全过程。尽管病毒载体（AAVs、LVs）效率较高，但非病毒载体（如脂质体、金纳米粒）凭借低免疫原性和可调控性成为更安全的替代方案。

Optical imaging
活体光学成像依赖荧光染料（如ICG、Cy7）和生物发光探针，而NPs的引入大幅提升了成像穿透深度和分辨率。例如，量子点（QDs）的窄发射峰特性支持多靶标同步成像，而上转换纳米颗粒（UCNPs）能将近红外光转化为可见光，减少组织损伤。

CRISPR/Cas systems and function
CRISPR/Cas作为原核生物的“免疫记忆”系统，通过向导RNA（gRNA）精准定位靶DNA，Cas9蛋白则执行切割功能。新开发的碱基编辑器和Prime编辑器进一步扩展了其应用场景，无需双链断裂即可实现单碱基修改。

Viral CRISPR/Cas delivery methods
病毒载体（如AAV）虽能高效递送，但受限于包装容量和免疫风险。相比之下，非病毒载体（如阳离子聚合物NPs）通过表面修饰（如靶向配体RGD肽）可实现器官特异性富集，而pH响应型材料能促进内体逃逸，避免CRISPR/Cas在溶酶体中的降解。

Conclusions
未来挑战集中于NPs的精准设计——优化粒径、表面电荷和隐形涂层（如PEG化）以延长循环时间，同时开发新型报告基因（如荧光- CRISPR双功能系统）实现编辑与成像同步。随着材料学与分子生物学的交叉突破，CRISPR/Cas生物成像有望在术中导航和个性化治疗中发挥变革性作用。