靶向TNFAIP2的NIR-II CRISPR-Cas9纳米系统克服喉癌顺铂耐药性的机制研究

本研究针对喉癌治疗中顺铂耐药的关键难题，通过构建NIR-II光响应的CRISPR-Cas9纳米系统（APC@RBCs），首次实现TNFAIP2基因的精准编辑。研究发现TNFAIP2通过NRF2通路调控氧化应激和EMT（上皮-间质转化），敲除后使耐药细胞IC50从12.55μg/mL降至4.37μg/mL。该策略为逆转化疗耐药提供了新型光控基因治疗平台，发表于《npj Precision Oncology》。

　　

喉癌作为头颈部高发恶性肿瘤，顺铂化疗是临床主要手段，但半数患者会出现耐药导致治疗失败。这种耐药性与肿瘤坏死因子α诱导蛋白2（TNFAIP2）的异常表达密切相关，但其具体机制尚不明确，且缺乏靶向干预手段。传统基因编辑技术存在递送效率低、时空控制差等问题，亟需开发新型精准治疗策略。

中国医科大学附属第四医院的研究团队创新性地构建了红细胞膜包裹的近红外二区（NIR-II）光控CRISPR-Cas9纳米系统（APC@RBCs）。该系统通过AuNRs（金纳米棒）的光热效应激活热休克蛋白（HSP）启动子，实现TNFAIP2基因的时空特异性敲除。研究发表于《npj Precision Oncology》，揭示了TNFAIP2-NRF2信号轴在顺铂耐药中的核心作用。

关键技术包括：（1）建立Tu177/CDDP耐药细胞模型并通过转录组测序筛选关键基因；（2）开发层状组装的金纳米棒-聚电解质复合物（APC）实现质粒高效负载；（3）红细胞膜仿生包裹增强体内递送效率；（4）NIR-II激光（1064 nm）远程激活基因编辑；（5）TCGA数据库临床样本验证靶点相关性。

基因表达谱分析
通过12个月梯度诱导建立Tu177/CDDP耐药株，耐药指数达9.57倍。转录组测序发现TNFAIP2在耐药细胞中显著上调，WGCNA和机器学习分析确认其为核心耐药基因。

纳米系统构建
APC@RBCs直径149 nm，封装效率80%，在0.33 W/cm²激光下可精准维持42°C激活温度。T7E1检测显示编辑效率达21.8%，显著高于脂质体转染（8.7%）。

功能机制验证
TNFAIP2敲除使GSH/GSSG比值下降47%，SOD活性降低2.3倍，通过抑制NRF2通路增强ROS/JNK介导的凋亡。ChIP-qPCR证实TNFAIP2直接结合NRF2启动子调控其转录。

动物实验
皮下移植瘤模型显示APC@RBCs(+)组肿瘤体积减少68%，TUNEL阳性细胞增加4倍。免疫组化证实临床耐药样本中TNFAIP2/NRF2共表达与Ki67呈正相关。

该研究首次阐明TNFAIP2通过双重机制促进喉癌恶性进展：一方面通过NRF2增强抗氧化防御，另一方面激活EMT促进转移。创新性的光控纳米平台实现基因编辑的时空特异性，为克服化疗耐药提供新思路。值得注意的是，该系统在42°C精准控温下未观测到明显毒性，但长期生物安全性仍需验证。未来可拓展至其他依赖氧化应激耐药的肿瘤类型，具有重要转化价值。