撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

在過去的十幾年中，基于CRISPR-Cas9的基因編輯技術(shù)的快速發(fā)展為分子生物學(xué)領(lǐng)域帶來了革命性變化，如今，我們幾乎可以以單核苷酸的精度對任何基因進(jìn)行精確操作。特別是堿基編輯器（Base Editor）、先導(dǎo)編輯器（Prime Editor）的最近發(fā)展，它們能夠?qū)崿F(xiàn)單核苷酸轉(zhuǎn)換、缺失/插入，甚至整個基因片段的插入，而不需要產(chǎn)生雙鏈 DNA 斷裂，代表著基因組編輯領(lǐng)域的重大進(jìn)展。

然而，如何高效、安全遞送這些基因編輯工具，仍然面臨著挑戰(zhàn)。

病毒載體，尤其是腺相關(guān)病毒（AAV），在體內(nèi)基因組編輯中得到了廣泛應(yīng)用。盡管 AAV 具有安全性和有效性，但它們也存在局限性，比如載體容量有限、潛在的免疫原性以及由于其長期存在而可能在靶點和非靶點位置引發(fā)插入突變和意外突變的風(fēng)險。其他病毒載體，包括在 CAR-T 細(xì)胞療法中常用的慢病毒，會整合到宿主基因組中，這可能會引發(fā)惡性腫瘤等安全問題。

無論采用何種遞送方式，基因編輯工具的長期表達(dá)都會增加脫靶效應(yīng)和免疫反應(yīng)的風(fēng)險。因此，需要開發(fā)出能讓遞送物質(zhì)僅在有限時間內(nèi)存在，足以完成預(yù)期的編輯操作但又不會因長期表達(dá)而產(chǎn)生有害影響的遞送系統(tǒng)。脂質(zhì)納米顆粒（LNP）作為一類遞送核酸的非病毒遞送載體受到了關(guān)注。然而，它們通常器官或細(xì)胞類型特異性有限，并且需要復(fù)雜的配方和優(yōu)化才能實現(xiàn)高效遞送。

2025 年 4 月 9 日，德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)的研究人員在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊Cell上發(fā)表了題為：Engineered nucleocytosolic vehicles for loading of programmable editors 的研究論文。

該研究開發(fā)了一種高效且多功能的新型類病毒顆粒（VLP）遞送載體——ENVLPE，其能夠?qū)⑺兄饕?RNA 引導(dǎo)的基因編輯工具（CRISPR-Cas9、堿基編輯器、先導(dǎo)編輯器）以 RNP 形式遞送到多種細(xì)胞類型中，避免了 DNA 整合風(fēng)險，并在人類原代 T 細(xì)胞以及兩種遺傳性視網(wǎng)膜疾病小鼠模型中展現(xiàn)了卓越的編輯效果，凸顯了其治療潛力。

基因編輯療法的“最后一公里”難題

CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)，以及新一代的堿基編輯器（Base Editor）、先導(dǎo)編輯器（Prime Editor），雖已成熟，但將其應(yīng)用于疾病治療時，傳統(tǒng)的遞送方法存在明顯短板：

• 病毒載體：常用的慢病毒載體或腺相關(guān)病毒（AAV）載體存在整合風(fēng)險，還可能引發(fā)免疫反應(yīng)，且載體容量有限，難以裝在堿基編輯器和先導(dǎo)編輯器；

• 脂質(zhì)納米顆粒（LNP）：會向肝臟富集，通常難以靶向特定器官或細(xì)胞，且遞送效率不足，導(dǎo)致基因編輯效率不穩(wěn)定；

• 存在長期表達(dá)風(fēng)險：遞送（尤其是病毒載體遞送的）的基因編輯工具在體內(nèi)長期存在，可能導(dǎo)致脫靶效應(yīng)。

在這項最新研究中，研究團(tuán)隊另辟蹊徑，選擇了類病毒顆粒（VLP，也叫做病毒樣顆粒）——這是一類去除了病毒遺傳物質(zhì)的“空殼”，既能模擬病毒的感染能力，又避免了潛在的安全隱患。

優(yōu)化的VLP——ENVLPE

類病毒顆粒（VLP）遞送系統(tǒng)具有幾個優(yōu)勢，能夠利用具有不同嗜性的已知病毒的多樣性來調(diào)節(jié)其對細(xì)胞或器官/組織的靶向性；VLP 還能夠以核糖核蛋白（RNP）的形式封裝和遞送基因編輯器，不含有 DNA 成分，因此不會有插入突變的風(fēng)險；此外，也不會因病毒成分或轉(zhuǎn)基因成分的持續(xù)表達(dá)而激活宿主免疫應(yīng)答。

在這項研究中，研究團(tuán)隊開發(fā)了工程優(yōu)化的 VLP——裝載可編程編輯器的工程化核質(zhì)運(yùn)輸載體（ENVLPE），通過引入 GCN4 蛋白，構(gòu)建了效率更高的ENVLPE+，其能夠高效遞送 mRNA、CRISPR-Cas9（包括CRISPRa、CRISPRi）、堿基編輯器（BE）以及先導(dǎo)編輯器（PE）。

1、智能導(dǎo)航系統(tǒng)：核質(zhì)穿梭技術(shù)

傳統(tǒng)的 VLP 只能在細(xì)胞質(zhì)包裝編輯工具，而基因編輯需要在細(xì)胞核中進(jìn)行。研究團(tuán)隊在載體蛋白上安裝了“核定位信號+核輸出信號”，實現(xiàn)自主穿梭細(xì)胞核，將基因編輯器編輯直接打包運(yùn)輸。

2、精準(zhǔn)抓取機(jī)制：PP7 適配體鎖扣

通過基因工程在 gRNA 末端添加 PP7 適配體，就像給包裹貼上專屬條形碼。載體蛋白上的 PP7 結(jié)合域（PCP）能精準(zhǔn)識別并抓取完整的 RNP ，確保只包裝“裝配完畢”的有效編輯工具。

3、防降解裝甲：Csy4 蛋白護(hù)盾

針對先導(dǎo)編輯器中易降解的 pegRNA，研究團(tuán)隊引入細(xì)菌蛋白 Csy4。它能像“保護(hù)罩”般牢固結(jié)合 RNA 末端，實驗結(jié)果顯示，可使先導(dǎo)編輯效率提升 20 倍，成功解決了先導(dǎo)編輯效率不足這一長期技術(shù)痛點。

在體內(nèi)和體外顯示出卓越的編輯效果

在兩種遺傳性視網(wǎng)膜病變小鼠模型中，ENVLPE+ 系統(tǒng)遞送的先導(dǎo)編輯器展現(xiàn)卓越效果：

rd6模型（視網(wǎng)膜色素變性）：單次注射后，關(guān)鍵蛋白 MFRP 表達(dá)恢復(fù)，電生理檢測顯示光信號響應(yīng)提升 5.5 倍；

rd12模型（萊伯氏先天性黑蒙癥）：成功修復(fù) RPE65 基因突變，視網(wǎng)膜中 11-順式視黃醛（視覺必需分子）恢復(fù)至正常水平的 20%。

此外，ENVLPE+ 系統(tǒng)遞送的堿基編輯器在人類 T 細(xì)胞中實現(xiàn)雙基因敲除（

B2M

TRBC1/2

總的來說，該研究開發(fā)了一種高效且多功能的新型類病毒遞送載體——ENVLPE，其能夠?qū)⑺兄饕?RNA 引導(dǎo)的基因編輯工具以 RNP 形式遞送到多種細(xì)胞類型中，避免了 DNA 整合風(fēng)險，并在人類原代 T 細(xì)胞以及兩種遺傳性視網(wǎng)膜疾病小鼠模型中展現(xiàn)了卓越的編輯效果，凸顯了其治療潛力。

論文鏈接：

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00288-0

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