Nature Biotechnology:周昌阳/孙怡迪/谢峻团队开发新型表观编辑器,单次给药即可高效、长效降血脂
生物世界·2025-10-01 18:50

技术背景与核心优势 - 表观遗传编辑作为基因治疗新策略,通过添加或移除表观遗传化学修饰来精准调控基因表达,无需改变DNA序列,为治疗安全性提供新思路[3] - 与传统基因编辑技术(如CRISPR/Cas9、碱基编辑)依赖DNA断裂或碱基转换相比,表观遗传编辑是基因表达的“调控开关”,只改变基因修饰而不改变基因序列[3] - 已有研究利用锌指蛋白和dCas9的表观遗传编辑疗法,在小鼠和非人灵长类体内成功抑制PCSK9表达,有效降低血液中的“坏胆固醇”(LDL-C)水平[4] 技术挑战与研究突破 - 表观遗传编辑技术核心挑战在于维持调控效果的长期稳定性,因表观遗传修饰具有动态可逆特性,在细胞分裂过程中可能被稀释或重置[4] - 研究团队通过对表观编辑工具的元件与结构进行系统性优化,开发出新型编辑器EpiReg-T,其基于TALE蛋白,为单组分编辑器,结构更简单且递送效率更高[6] - 在非人灵长类动物模型中,EpiReg-T单次静脉给药即可实现对PCSK9和“坏胆固醇”的持续深度抑制,疗效已稳定维持超过一年且未见反弹[6][10] 编辑器性能与筛选比较 - 研究团队通过脂质纳米颗粒(LNP)将编码编辑器的mRNA递送至肝脏,系统性筛选出两个优胜版本:基于dCas9的EpiReg-C和基于TALE的EpiReg-T[7] - 特定元件(如人源DNMT3L、ZIM3 KRAB结构域)的引入能显著提升编辑器效率[7] - 与先前报道的基于锌指蛋白的表观编辑器及碱基编辑器ABE8.8相比,EpiReg-C和EpiReg-T均展现出显著的效率优势[7] - 在多种模型对比中,EpiReg-T展现出更强的剂量敏感性,即在更低剂量下就能达到强大的抑制效果,这一特性在非人灵长类动物中得到验证[8] 长期疗效与安全性验证 - 小鼠2/3肝切实验表明,即使在肝细胞快速再生后,PCSK9的抑制水平依然稳定,证明基因沉默效果能在细胞更新换代中稳定维持[10] - 表观抑制具有“可逆性”关键安全特性,在实现PCSK9深度抑制后,注射表观激活工具可让其表达水平恢复至初始状态[10] - 在非人灵长类动物实验中,高剂量(2.25mg/kg)的EpiReg-T单次给药实现约90%的PCSK9抑制和约60%的“坏胆固醇”降低,药效在长达343天跟踪中保持稳定[10] - 较低剂量下重复给药测试未引起严重肝损伤,肝功能指标短暂波动在7天内恢复正常,安全性良好[10] 作用机制与靶向精确性 - 长效沉默的分子机制在于EpiReg-T在靶基因调控区域同时建立两种抑制性“标记”——DNA甲基化和组蛋白H3K27e3修饰,而多种促进基因转录的激活型修饰(H3K4me3、H3K9ac和H3K27ac)显著下调[11] - 全基因组范围及潜在脱靶位点测序分析证实,EpiReg-T即使在饱和剂量下也未引发显著脱靶效应,展现高度靶向精确性[11] - 研究阐明了DNA甲基化与组蛋白修饰协同作用的长效抑制机制,深化了对表观遗传分子机制的理解[6][11]