治癒斯特格氏症小鼠! 《Nature》子刊:創新「雙AAV載體」 大片段基因體內重組成功

撰文記者 巫芝岳
日期2023-10-30
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治癒斯特格氏症小鼠! 《Nature》子刊:創新「雙AAV載體」 大片段基因體內重組成功 (圖片來源:網路)

近(18)日,瑞士蘇黎世大學(University of Zurich)的科學家開發出一項創新的「雙腺相關病毒(AAV)載體」,加上其基於mRNA的反剪接技術,可用於基因治療時的大片段基因表現。這項稱為REVeRT的技術,能應用於多種基因位點的編輯,包括表觀遺傳學基因編輯、CRISPR活化劑(CRISPRa)等,突破過去以雙載體攜帶大片段基因時,重組效率不佳或毒性高的問題。該研究發表於期刊《Nature Communications》。

由蘇黎世大學教授Elvir Becirovic領導的團隊,開發出這項基於mRNA層面的雙AAV載體技術,並在實驗中證明,該技術能成功遞送包括CRISPRa、先導編輯(prime editing)的編輯器片段,並於體內使這些基因編輯工具重組、活化。

他們也證明REVeRT可在包含:視網膜、心臟、肺、肝臟、骨骼肌和大腦等組織和器官中,重建CRISPRa模組之一的Cas9-VPR酵素,未來可望幫助需遞送至這些器官的CRISPR療法開發。

在基因編輯領域中,目前若要將大片段基因(如:CRISPRa等執行CRISPR基因編輯的模組)有效遞送到生物體內,會透過「雙AAV載體」方式進行,即將目標基因切分為二、分別包裝到獨立AAV載體中,當兩載體遞送到目標組織後,再從AAV基因體、mRNA或蛋白質層面上進行重新組裝。

而目前多數方法是在AAV基因體的層次上重組,即以「DNA反剪接」的方式進行,然而此方法重建效率較差;在蛋白質層面上,也有人使用分裂內含子(split intein)方式,讓氨基酸內帶有能自行剪接的序列進行,該方法雖重建效率高,但可能引起生物體免疫反應或甚至致病,因此安全性堪憂。

本次蘇黎世團隊的成果,則是透過目前開發仍少的mRNA反式剪接進行,該方式與AAV遞送結合上,至今仍只在細胞培養實驗中成功表現,且其安全性和有效性未徹底證實,因此本次研究可說是首次證實該方法能成功用於活體中。

研究團隊最終在小鼠實驗中證實,REVeRT技術所開發的載體,透過玻璃體內注射與此後定期的基因補充,能成功治療患有罕見眼科疾病斯特格氏症(STGD)的小鼠模型。

此外,這項方法即使以腹腔內途徑給藥,也能在許多組織或器官中作用,因此可能讓某些疾病的治療變得更容易,例如局部給藥時無作用,或需要同時進行多個器官治療時。

不過,REVeRT目前僅在小動物實驗中得以證實,仍須在非人類靈長類動物中近一步取得安全性數據,才得以進入臨床試驗。

參考資料:

1. 論文原文:https://www.nature.com/articles/s41467-023-42386-0

2. https://www.genengnews.com/topics/genome-editing/dual-aav-method-delivers-dna-thats-reassembled-into-large-genes/

(編譯/巫芝岳)