由病毒样颗粒传递的 Prime Editor 可部分恢复失明小鼠的视力

一组研究人员已经改造了工程病毒样颗粒（eVLP）——他们 之前曾设计用于携带碱基编辑器——以足够高的效率向小鼠细胞提供主要编辑器以拯救遗传性疾病。 与之前提供碱基编辑器的 eVLP 相比，eVLP 以及部分主要编辑蛋白和 RNA 机器均经过重新设计，可将人类细胞中的编辑效率提高高达 170 倍。 该系统被用来纠正两只遗传性失明小鼠模型眼睛中的致病突变，部分恢复了它们的视力。 Prime 编辑器也被传送到小鼠大脑，没有检测到任何脱靶编辑。

“据我们所知，这项研究首次表明蛋白质-RNA 复合物的传递已被用于在动物中实现治疗性启动编辑，”默金医疗保健变革技术研究所教授兼所长 David Liu 博士说。 广阔 研究所和霍华德休斯医学研究所研究员。

该作品发表于 自然生物科技在论文中，“工程化病毒样颗粒，用于在体内瞬时递送初等编辑核糖核蛋白复合物。”

首要编辑， 2019年描述的 与其他类型的编辑相比，刘团队的技术允许更长、更多样化的 DNA 变化。 Prime编辑系统由三个部分组成：可以切割DNA的Cas9蛋白； 工程引物编辑引导 RNA (pegRNA)，指定编辑位置，还包含要安装在该位置的新编辑序列； 以及使用 pegRNA 作为模板对 DNA 进行特定改变的逆转录酶。

研究人员使用了多种方法将这些分子机器传递到细胞中，包括脂质纳米颗粒和病毒。 病毒样颗粒（VLP）由病毒蛋白外壳组成，携带货物但缺乏任何病毒遗传物质，也引起了人们的特别兴趣。 但 VLP 在动物体内的递送效果有限，必须针对每种不同类型的货物进行专门设计，才能有效地递送至细胞。

“当颗粒形成时，主编辑器货物必须有效地包装到 eVLP 中，但在进入靶细胞后也必须从颗粒中有效释放，”刘实验室前研究生 Aditya Raguram 博士说。 “所有这些步骤都必须精心策划，才能实现高效的 eVLP 介导的初等编辑。”

“当我们将所有内容结合在一起时，与我们开始使用的 eVLP 相比，我们看到了大约 100 倍的改进，”Liu 说。 “这种效率的提高应该足以为我们提供治疗相关的初始编辑水平，但直到我们在动物身上进行测试之前我们并不确定。”

研究人员首先在小鼠身上测试了该系统，以纠正眼睛中的两种不同的基因突变。 Mfrp 基因中的一个突变会导致一种称为视网膜色素变性的疾病，从而导致进行性视网膜变性。 另一个基因是 Rpe65，它与人类莱伯先天性黑蒙 (LCA) 疾病中的失明有关。

在这两种情况下，eVLP 纠正了高达 20% 的动物视网膜细胞的突变，部分恢复了它们的视力。 研究小组还表明，装载有主要编辑机制的 eVLP 可以有效地编辑活体小鼠大脑中的基因。 接受编辑机器的大脑皮层中近一半的细胞显示出基因编辑。

“基因编辑领域很大程度上同意，进入未来，基因编辑机器最终应该以蛋白质的形式提供，以尽量减少潜在的副作用，我们现在已经展示了一种有效的方法来做到这一点，”刘说。 “我们计划继续积极致力于改进 eVLP 并使该技术适应体内其他组织类型。”