北大团队升级RNA编辑技术:安全效率大幅提升,离临床更近一步( 二 )


“尽管LEAPER在科研和疾病治疗中具有可观的潜力 , 该技术还存在一定的局限 。 ”魏文胜谈到两点 , 一是LEAPER利用的是内源编辑酶 , 其编辑效率会因此受限;另外 , 具有一定长度的arRNA可能使目标编辑位点邻近的碱基发生脱靶编辑 。
在这项最新的研究中 , 他们首先发现通过优化表达载体中的启动子增强arRNA表达可以显著提升LEAPER系统的编辑效率 , “表明arRNA在细胞中的丰度对于编辑效率十分关键 。 ”
另一个关键点在于 , 由于线性arRNA在细胞内容易被降解 , 团队想到了利用环化方式 。 环形RNA由于没有5’或3’末端 , 可以避免核酸外切酶的切割 , 在细胞内相比于线性RNA具有更好的稳定性和更长的半衰期 。
“我们设计了工程化的环形arRNA(circ-arRNA) 。 ”魏文胜表示 , 研究发现 , circ-arRNA能够维持较长时间的高水平表达 。 在多个内源转录本位点中 , circ-arRNA平均编辑效率相比于线性版本提升了超过3倍 , 同时也可维持长达近半个月的有效编辑 。
研究进一步发现 , 通过腺相关病毒(AAV)递送 , 遗传编码的circ-arRNA可以在人的原代细胞和类器官中实现长时程的RNA编辑 。 另外 , 体外合成的circ-arRNA也可实现高效的靶向编辑 , 并且与遗传编码的circ-arRNA具有类似的特征 。
魏文胜总结道 , 由于LEAPER 2.0 仍然使用细胞内源的编辑酶 , 无需外源过表达编辑酶 , 因此可以避免递送困难和过表达外源编辑酶造成的全转录组范围内的脱靶编辑 。
另外重要的是 , LEAPER 2.0通过特殊设计 , 消除了一种特别的邻近碱基脱靶编辑(bystander off-target editing) , 在安全性、精准度上获得大幅提升 。
北大团队升级RNA编辑技术:安全效率大幅提升,离临床更近一步
文章图片

Circ-arRNAs能够对内源转录本进行高效、持久的RNA编辑 。
国内外均在进行RNA编辑技术转化
和此前的版本类似 , 研究团队在这项最新研究中也对LEAPER 2.0的应用潜能进行了评估 。
他们的研究显示 , 利用LEAPER 2.0技术 , 可以成功激活Wnt信号通路(一类在物种进化过程中高度保守的信号通路) , 修复TP53基因(一种抑癌基因)中的致病突变使其表达的p53蛋白恢复正常的转录调节功能 。
研究团队还初步在小鼠模型上进行了技术验证 。 他们使用腺相关病毒将circ-arRNA递送至Hurler综合征疾病模型小鼠体内 , 可以成功修复IDUA转录本上的致病突变并恢复IDUA的正常催化功能 。
Hurler综合征是一类复杂的、进行性多系统受累的遗传性溶酶体病 , 可影响全身器官和组织 。 患者由于艾杜糖醛酸酶a-L-Iduronidase (IDUA)的缺失 , 造成糖胺多糖(GAGs)在溶酶体的累积 , 引起多器官病变 。 该疾病属于常染色体隐性遗传病 。
北大团队升级RNA编辑技术:安全效率大幅提升,离临床更近一步
文章图片

circ-arRNAs对细胞培养和Hurler综合征小鼠蛋白质功能的激活和恢复 。
魏文胜谈到 , “目前尚无治愈黏多糖贮积症的方法 , 主要疗法包括改善生活质量的对症治疗、酶替代治疗和骨髓移植/造血干细胞移植 。 现有疗法则过于昂贵 , 而且患者和家属需要花费大量时间在医院 , 应用困难 。 ”
他认为 , 针对这类疾病 , RNA编辑具有优势 , “而我们新开发的LEAPER 2.0 与AAV递送系统相结合可以实现长时程的有效编辑 , 这对治疗Hurler综合征等众多的遗传病是一个好的选择 。 ”除Hurler综合征之外 , 魏文胜提到 , LEAPER 2.0在眼部或者脑部遗传疾病的治疗上也已经观察到了非常好的效果 。

特别声明:本站内容均来自网友提供或互联网,仅供参考,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。