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Molecular Cell·· 6 小时前精选评分76

研究开发 adaptamer RNA 开关实现体内转基因可调控表达

Regulatable in vivo gene expression via adaptamers.

导读

研究团队开发了名为 adaptamer 的紧凑 RNA 开关,结合 FDA 已批准小分子与内源 ADAR 介导 RNA 编辑,实现体内可逆调控转基因表达。该元件长度小于 120 bp,无需外源蛋白机器;AAV 递送的 FGF21 表达在小鼠中诱导代谢重塑,逆转肥胖与肝脂肪变。

深度解读

在RNA层面实现可控的基因调节,一直是基因治疗领域悬而未决的需求。细胞内本就存在ADAR酶介导的腺苷到肌苷(A-to-I)编辑,它作用于双链RNA底物,并与RNA干扰通路存在交叉对话,其大部分编辑事件的功能意义与调控景观至今仍不确定[1][6]。定向RNA编辑此前依赖过表达外源编辑酶或内源ADAR蛋白;2019年的RESTORE方案改用化学优化的反义寡核苷酸,在人类细胞系和原代细胞中招募内源ADAR编辑靶转录本,几乎无脱靶、也不扰动天然编辑稳态,但需要给药寡核苷酸本身,且证据停留在细胞水平[2]。另一方面,ADAR职责重大:编辑缺陷的敲入小鼠胚胎期即死于干扰素和双链RNA感应通路的激活,敲除感应器MDA5可挽救[3];ADAR1还被证明抑制ZBP1的自发激活[5];而体内编辑水平本身在组织间动态变化,由ADAR1、ADAR2等分工调节[4]。这既说明借用内源编辑机器颇具吸引力,也提示任何扰动都必须格外谨慎。

Bryert等人报道的adaptamer是一类紧凑的RNA开关,以FDA批准的药物为触发信号,通过调用内源RNA编辑机器而非外源蛋白来控制基因表达。在小鼠中,经AAV递送、受adaptamer控制的FGF21表达诱导了代谢重塑,显著增加能量消耗并逆转肥胖[7];在饮食诱导的肥胖模型里,小分子诱导的FGF21表达产生治疗获益且无本底活性[8]。消息据此称该策略安全地调谐了这一代谢激素,指向一条更简便的可编程、药物可控的基因治疗路径。体外层面,adaptamer已在多个细胞系包括人T细胞中验证有功能[9]。

相对于已有认识,这一步的推进在于把“招募内源编辑机器”从培养细胞中的一过性校正,扩展为活体动物中由获批药物开关的表达调控:RESTORE需以寡核苷酸给药、在细胞中实现定点编辑[2],adaptamer则把控制权交给现成小分子,使治疗性激素的表达可随用药启停。这种不引入外源蛋白的设计,延续了编辑领域关于避免异位表达编辑酶的安全性考量[2],也顺应了ADAR编辑在抑制先天免疫感应中的核心生理职能[3][5]。

当然,目前的疗效与安全性证据全部来自小鼠,在人体内长期反复调动内源编辑机器是否会波及MDA5、ZBP1等通路的稳态[3][5]尚属未知;人T细胞数据亦限于体外[9],所用具体药物种类、剂量窗口等细节消息也未展开,距离可编程、药物可控的临床基因治疗仍有一段路要走。

推荐理由

原文给出 adaptamer 小于 120 bp 的尺寸和 AAV 递送 FGF21 的小鼠功能数据,读者可与现有诱导表达系统在体积、低免疫原性和依赖 FDA 已批准小分子上做横向比较。

来源:Molecular Cell

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