NBT：VLP碱基编辑终于"通电"，陈佳/杨力/洪佳旭通过增强UDG抑制让体内C-to-T效率飙至64%

腺相关病毒（AAV）广泛用于递送基因组编辑器，但存在若干局限性，包括承载容量有限、编辑酶持续表达以及潜在的基因组整合风险。脂质纳米颗粒（LNP）提供了一种替代策略，能够以RNA（如gRNA和mRNA）形式瞬时递送基因组编辑器。

然而，其编辑效率主要局限于肝脏，限制了在更广泛组织中的应用。相比之下，病毒样颗粒（VLP）作为新兴的、有前景的治疗系统，能够以核糖核蛋白（RNP）形式高效且瞬时地递送基因组编辑器，并具有更广泛的组织特异性。

大多数遗传性疾病由碱基替换引起，特别是A-to-G（或互补链上的T-to-C）和C-to-T（或互补链上的G-to-A）转换。为纠正这些突变，研究者分别开发了胞嘧啶碱基编辑器（CBE）和腺嘌呤碱基编辑器（ABE），它们在不诱导DNA双链断裂的情况下，分别实现精确的C-to-T和A-to-G转换。

先导编辑器（PE）进一步扩展了基因组编辑的范围，可实现所有碱基替换以及小片段插入和缺失，尽管其效率在某些位点仍不理想。既往研究已证明VLP介导的ABE和PE体内递送的可行性。最近，VLP介导的CBE编辑已在体外研究中报道；然而，基于VLP的CBE递送能否实现有意义的体内编辑仍不清楚，这限制了碱基编辑技术的全部治疗潜力。

图1.体外和体内比较使用典型VLP介导的CBE和ABE效率（摘自

Nature Biotechnology

）

此前，作者通过利用脱氧胞苷脱氨酶抑制剂（dCDI）蛋白，开发了一种高精度CBE，即转化碱基编辑器（tBE）。

与通常是单融合蛋白的经典碱基编辑器不同，tBE是一个由四种蛋白组分组成的模块化系统：（1）Cas9切口酶D10A（nCas9）；（2）烟草蚀纹病毒（TEV）蛋白酶的N端片段（TEVn）；（3）RNA适体结合蛋白（N22p）与TEV蛋白酶C端片段（TEVc）的融合蛋白；（4）一种组合了胞苷脱氨酶（小鼠APOBEC3胞苷脱氨酶结构域1，mA3CDA1）、来自小鼠APOBEC3的dCDI（mA3dCDI）、尿嘧啶DNA糖苷酶抑制剂（UGI）和另一种RNA适体结合蛋白（噬菌体MS2外壳蛋白，MCP）的多功能融合蛋白。

此外，该系统使用两种引导RNA：一种含有boxB适体的主sgRNA（msgRNA_boxB）和一种含有MS2适体的辅助sgRNA（hsgRNA_MS2）。这种模块化架构严格调控脱氨酶活性；mA3dCDI抑制mA3CDA1，且仅在靶位点被TEV蛋白酶特异性切割。因此，tBE能够实现高效的靶向C-to-T碱基编辑，同时将gRNA依赖性和gRNA非依赖性脱靶编辑降至最低。

在本研究中，作者比较了由VLP递送的ABE和tBE的体内编辑效率。虽然ABE递送实现了稳健的A-to-G编辑，但tBE递送未检测到C-to-T编辑。为探究其潜在机制，作者使用VLP将tBE递送至双敲除（DKO）两种主要尿嘧啶特异性DNA糖苷酶（人尿嘧啶DNA糖苷酶（hUNG）和单链选择性单功能尿嘧啶DNA糖苷酶1（hSMUG1））的293FT细胞中，编辑结果表明，对尿嘧啶DNA糖苷酶抑制不足是实现高效C-to-T编辑的主要障碍。

为解决此问题，作者改造了tBE，并开发了一种用于tBE递送的小鼠VLP系统，两者均旨在增强UGI蛋白的招募。

接下来，作者将改造后的tBE包装入VLP中，并在小鼠中评估了tBE-VLP系统的体内编辑效率、特异性和治疗潜力，包括在野生型小鼠中产生保护性变体、在代谢紊乱模型中进行治疗性编辑，以及在眼部疾病模型中进行治疗。单次注射优化后的系统（tBE-VLP4）在体内实现了高效的C-to-T编辑，包括在小鼠前蛋白转化酶枯草溶菌素/kexin 9型（mPcsk9）中平均编辑效率达46.0%，在小鼠羟苯丙酮酸双加氧酶（mHpd）中达42.5–64.2%（均在肝脏中），以及在小鼠血管内皮生长因子A（mVegfa）中达24.2%（在视网膜色素上皮（RPE）中）。

值得注意的是，tBE-VLP4介导的编辑在所有处理过的小鼠中均展现出明确的治疗效果，且在体内未观察到可检测的脱靶编辑，这表明与基于AAV或LNP-mRNA的系统相比，使用VLP递送CBE具有更高的特异性。

参考消息：https://www.nature.com/articles/s41587-026-03227-9