CRISPR-Cas9（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats-Cas9）系统是目前应用广泛的基因编辑系统。Cas9的核酸酶剪切活性结构域失活时成为dCas9（deadCas9）。dCas系统融合转录抑制子可以特异性抑制目的基因。目前已经开发了一些基于dCas9的基因转录抑制方法,然而,现有方法缺少有效的调控手段,常导致治疗不足或过度治疗,从而限制了该方法的临床应用。因此,由于目前传统基因转录抑制方法无法实现精准、可控、高效的调控,亟待在目前方法的基础上建立新的基因调控手段。光遗传学是一项通过基因编码蛋白表达,结合光控来动态性地调节基因表达的技术,提供了一种新的、无创的、时效性强的研究方法,有望满足调控基因转录的需求。基于此,本文设计并构建了纳米光遗传学CRISPR-dCas9基因转录抑制系统用于时空调控基因。该系统发挥功能的核心原理为:系统将光控组件和转录抑制功能组件有机结合,从而利用蓝光调节靶基因的表达,以精确地调节疾病过程。本文以新生血管性眼病的关键调控因子VEGF为例,通过opto-CRISPR系统光控抑制新生血管性疾病。本文对构建的opto-CRISPR系统的基因转录抑制效果研究,主要分成两个部分,系统体外可行性验证和通过构建不同动物模型实际应用功能体内验证。主要通过以下内容对该系统的功能进行了探讨:首先,在纳米光遗传学系统调控血管内皮生长因子表达研究中,为了验证该系统的可行性并对其相关功能进行优化,我们以血管内皮生长因子（VEGF）为目标蛋白,通过引入靶向元件sgRNA靶向目的基因,光控组件cry2/cib1在光照作用下发生互作,与转录抑制功能组件组蛋白脱乙酰化酶（HDAC）共同实现融合蛋白针对靶标蛋白的亚细胞定位,成功构建了opto-CRISPR基因转录调控系统。实验结果表明,该系统能够成功在体外细胞实验中降低目的基因表达量约50%,并能够通过控制蓝光作用时间（0-48 h）精确调控目的基因的转录抑制程度。接下来,为了评估该系统的实际应用效果,我们在体内动物模型中进行该系统效果验证。通过以激光诱导的脉络膜新生血管（CNV）和氧诱导的视网膜病变（OIR）两种典型模型为例验证了该纳米系统。通过光调控抑制VEGF因子,从而从根本上抑制视网膜新生血管的异常发生。并可以根据个体差异精确调节VEGF的转录抑制,从而达到可控、精准的个性化治疗效果。最后,为了深层组织中的光控基因转录抑制提供可能性,我们还使用上转换纳米颗粒将近红外光转换为蓝光,以调节基因的转录抑制,并在体内进行效果验证。实验表明,合成的上转换纳米颗粒能够实现有效的基因传递和组织穿透,并能够应用在新生血管性眼病以减小病变区域约42%。综上所述,我们成功构建了纳米光遗传学opto-CRISPR基因转录调控系统用于目的基因转录抑制,并通过体外实验进行该系统的可行性验证并优化。接着进一步通过体内实验探讨了该系统在眼部新生血管疾病中的治疗效果。该研究有望弥补目前基因调控无法有效调控的不足,为光控的基因转录抑制提供新策略,并有助于光遗传基因转录抑制技术未来临床应用转化。