近年来 ， 以CRISPR/Cas9为代表的基因组编辑技术在生物医学等领域的研究和转化尝试如火如荼 。 但对大多数科学家来说 ， 修改人类“生命密码本”的工作仍在小心翼翼地进一步完善中 。
RNA（核糖核酸）编辑即是近年来兴起的一项新型基因编辑技术 ， 并且国际药企已经在该技术上进行布局 。 其中一项被命名为“LEAPER”的技术 ， 系北京大学生命科学学院教授魏文胜团队自主创新的RNA编辑技术 。 此前的2019年7月 ， 魏文胜团队在国际学术期刊《自然-生物技术》（Nature Biotechnology）上报道了LEAPER技术 。 北京时间2月11日凌晨 ， 该研究团队再次在《自然-生物技术》上报道了升级版LEAPER 2.0技术 。

文章图片

“与以CRISPR为基础的DNA或者RNA编辑技术不同 ， LEAPER仅需要在细胞中表达特殊设计的RNA（ADAR-recruiting RNA, arRNA）即可招募细胞中内源脱氨酶ADAR ， 实现靶向目标RNA中腺苷A→肌苷I（鸟苷G）的编辑 。 ”魏文胜在接受澎湃新闻（www.thepaper.cn）采访人员采访时表示 ， 由于无需引入外源编辑酶或效应蛋白 ， 避免了由此引起的基因组和转录组上的脱靶效应、递送负担以及相关的免疫原性等问题 。
值得注意的是 ， LEAPER完全摆脱了对CRISPR系统的依赖 ， 是具有自主知识产权的底层核心技术 ， 具有重要的原始创新意义 。
魏文胜同时提到一点 ， 作为RNA精准编辑工具 ， “LEAPER不会引起基因组序列改变 ， 在安全性方面具有优势 。 ”在这项最新的研究中 ， 研究团队对LEAPER的编辑效率和脱靶问题进行了进一步优化升级 。
值得关注的是 ， 《自然-生物技术》也同期刊发了加利福尼亚大学圣迭戈分校（UCSD）助理教授Prashant Mali团队的一项研究 ， Mali等人同样发现 ， 运用可招募细胞内源ADAR脱氨酶的环形RNA能够提高RNA编辑的效率 。 ADAR1脱氨酶是一类在人体内各组织中广泛表达的腺苷脱氨酶 ， 能够催化目标RNA分子中腺苷A→肌苷I（鸟苷G）的转换 。
“虽然目前全世界大部分的RNA编辑技术的研究处于实验室阶段 ， 但距离临床应用已经越来越近了 。 ” 魏文胜谈到 ， 在技术层面上 ， 利用内源机制实现更安全的RNA编辑 ， “我们在国际上处于领先梯队内 ， 在这个研究领域具有竞争优势 。 ”
解决LEAPER两大局限问题
以CRISPR/Cas9为代表的基因组编辑技术目前仍存在着一系列问题 ， 其在临床治疗应用中也遭遇瓶颈 。 在魏文胜等人看来 ， 问题的根源之一在于当前的基因编辑体系依赖于细菌或病毒来源的编辑酶或效应蛋白的表达 ， 比如细菌中的Cas9核酸酶 。
这一依赖会导致多重问题 。 例如蛋白分子量过大使得通过病毒载体进行装载及人体内递送十分困难、由蛋白过表达引起的DNA/RNA水平的脱靶效应、由外源蛋白表达引起的机体免疫反应及损伤、机体内的预存抗体使外源编辑酶或效应蛋白被抗体中和从而导致基因编辑失败等 。
魏文胜等人的解决思路是利用细胞中天然存在的机制 。 他们在此前的研究中首次发现 ， 只需转入一种特殊设计的ADAR-recruiting RNAs (arRNAs) ， 就能够通过招募细胞内源的ADAR1脱氨酶对靶向基因转录本上特定的腺苷产生高效精准的编辑 ， 并不需要引入任何外源效应蛋白 。 这种新型RNA编辑技术即被命名为LEAPER (Leveraging Endogenous ADAR for Programmable Editing on RNA) 。
研究团队此前证明 ， LEAPER能对RNA分子上绝大多数的腺苷酸位点进行精准编辑 。 在人的原代细胞-包括肺成纤维细胞、支气管上皮细胞及T细胞中 ， LEAPER的编辑效率最高可达80% 。