胞嘧啶碱基编辑器(CBE)

搜索文档
Nature子刊:汤玮欣团队通过定向进化开发出高精度碱基编辑器
生物世界· 2025-07-09 12:02
碱基编辑器技术进展 - 碱基编辑器(BE)由胞嘧啶脱氨酶或腺嘌呤脱氨酶与失活CRISPR蛋白(dCas)融合而成,可实现C:G到T:A(CBE)或A:T到G:C(ABE)的碱基转换 [2] - 现有碱基编辑器存在非特异性编辑问题,会修改编辑窗口内所有目标碱基,限制精准性 [3] 高精度胞嘧啶碱基编辑器开发 - 芝加哥大学团队通过定向进化改造大肠杆菌的TadA脱氨酶,提升编辑特异性,解决非特异性编辑问题 [3][4] - 开发出16种源自TadA的NCN特异性脱氨酶变体,覆盖目标胞嘧啶所有可能的上下文(-1和+1位点),支持定制化选择 [5] 应用验证与效果 - 新编辑器在纠正ClinVar记录的疾病相关T:A到C:G转换时,81.5%情况下比传统编辑器更准确 [6] - 成功模拟癌症驱动突变KRAS G12D(ACC)和TP53 R248Q(CCG),验证临床适用性 [6] 技术意义 - 提出获取精确碱基编辑器的通用策略,推动碱基编辑技术向临床应用迈进 [7]
Nature Genetics:刘如谦团队利用碱基编辑治疗亨廷顿病和弗里德赖希共济失调
生物世界· 2025-05-27 07:57
三核苷酸重复疾病概述 - 三核苷酸重复(TNR)疾病由基因组中扩增的三核苷酸重复序列引起,主要表现为神经系统疾病,目前尚无获批治疗方法 [2] - CAG重复存在于约1/3致病性TNR位点中,包括导致亨廷顿病(HD)的HTT基因,而弗里德赖希共济失调(FRDA)由FXN基因上GAA重复扩增所致 [2] - CAG重复扩增超过40次会导致亨廷顿病,重复次数越多发病越早,病情进展越快,单个CAA中断可延迟发病年龄十多年 [2] - TNR序列稳定性随长度增加而降低,与40多种严重疾病相关,最常见致病性三联体是CAG•CTG,出现在至少15个已知致病性TNR位点中 [6] - 外显子中CAG重复编码多聚谷氨酰胺(poly-Q),导致poly-Q病包括亨廷顿病、脊髓小脑共济失调等,FRDA是最常见遗传性共济失调 [6] 疾病机制与干预潜力 - TNR疾病发病年龄、严重程度和进展速度主要由出生时重复序列长度决定,重复越长预后越差 [7] - 体细胞中超过阈值的重复序列会随长度增加出现扩增或缩短,基因组不稳定性源于转录和复制过程中高级DNA结构和R环结构形成 [7] - 亨廷顿病患者脑组织单细胞分析显示,神经元CAG重复会经历数十年扩增直到超过阈值导致退化,早期干预或可预防疾病 [7] - CAG重复中断可使发病年龄推迟十多年,提示在致病性TNR序列中引入中断可能提高基因组稳定性并改善病理 [7] 碱基编辑技术突破 - 刘如谦团队利用碱基编辑技术对TNR进行单碱基编辑,中断重复序列,减少亨廷顿病(CAG重复)和FRDA(GAA重复)体细胞扩增 [3] - 胞嘧啶碱基编辑器(CBE)介导C•G>T•A替换,腺嘌呤碱基编辑器(ABE)介导A•T>G•C替换,可中断TNR等位基因重复序列 [8] - 研究在HD和FRDA相关重复序列中引入中断,评估对患者细胞和小鼠模型的影响,结果显示碱基编辑器成功模拟自然稳定等位基因 [8] - 通过AAV9递送优化碱基编辑器,在HD Q111小鼠和YG8s共济失调小鼠中实现高效编辑,显著减少中枢神经系统TNR扩增 [12] - 体内引入TNR中断可减轻疾病关键神经学特征,为治疗HD和FRDA提供潜在新策略 [13]