刘如谦最新论文：优化LNP递送RNP，实现更安全更高效的碱基编辑和先导编辑

文章来源：生物世界

刘如谦 教授先后开发了两种精准基因编辑工具—— 碱基编辑器 （Base Editor） 和 先导编辑器 （Prime Editor） ，相比CRISPR-Cas9，这两种新型基因编辑工具不会产生DNA双链断裂 （DSB） ，被认为是更安全的新一代基因编辑工具。

限制碱基编辑和先导编辑应用的主要障碍是递送，对于体内基因编辑，目前的标准递送方式是使用病毒载体，然而，碱基编辑和先导编辑及其guide RNA超过了 慢病毒 （LV） 和 腺相关病毒 （AAV） 的载体容量限制。此外，这些病毒载体递送后长时间表达基因编辑器，从而增加脱靶编辑 （off-target editing） 以及旁观者编辑 （bystander editing） 的风险。病毒载体自身还可能带来整合风险。

因此，相比使用病毒载体递送基因编辑工具进行体内基因编辑，将基因编辑工具以 核糖核蛋白 （RNP） 的形式递送到体内进行基因编辑更安全，然而，RNP的瞬时活性通常难以产生最佳基因编辑效果。

2024年11月28日， 刘如谦 团队联合加州大学欧文分校的研究人员在 Nature 子刊 Nature Biomedical Engineering 上发表了题为： Safer and efficient base editing and prime editing via ribonucleoproteins delivered through optimized lipid-nanoparticle formulations 的研究论文。

该研究通过优化 脂质纳米颗粒 （LNP） 配方以 核糖核蛋白 （RNP） 的形式递送 碱基编辑器 （Base Editor） 和 先导编辑 （Prime Editor） ，实现了更安全、更高效的基因编辑。

Spark公司开发的AAV基因疗法Luxturna于2017年获得美国FDA批准上市，通过AAV病毒载体递送正确的RPE65基因治疗Leber氏先天性黑蒙症2型 （LCA2） ，真实世界数据显示，治疗效果可持续7年甚至更久，这表明了使用AAV病毒载体递送的转基因可持续表达。

对于 核糖核蛋白 （RNP） ，将纯化的蛋白质 （例如Cas9） 与合成的guide RNA复合，从而无需转录和翻译，可在细胞内最快速地启动基因编辑活性，且持续编辑的时间最短。

在这项最新研究中，研究团队证实了 细胞穿透肽 （CPP，构建融合蛋白或作为辅料） 可以提高递送RNP的效率，并且封装RNP的脂质纳米颗粒 （LNP） 可以优化以增强RNP的稳定性、递送效率和基因编辑效力。

具体来说，在筛选合适的可电离阳离子脂质并通过优化合成脂质DMG-PEG 2000的浓度后，研究团队表明，使用可电离脂质SM102，通过微流控混合，将 腺嘌呤碱基编辑器 （ABE） 和先导编辑器 （Prime Editor） 以RNP形式封装在LNP内，相比直接递送裸RNP，可将体内基因编辑效率提高300倍以上，在遗传性视网膜变性小鼠体内日，成功修复了Rpe65基因突变，显示出了视觉功能的恢复，且没有检测到脱靶编辑。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41551-024-01296-2