刘如谦团队优化先导编辑器，大幅提高对囊性纤维化最常见突变的修复效率

来源：生物世界 2024-07-17 10:16

在这项新研究中，刘如谦团队描述了一种先导编辑（PE）方法，用于修正囊性纤维化患者的原代气道上皮细胞中的CFTR F508del突变，并恢复CFTR依赖性阴离子通道活性。

Broad研究所刘如谦教授团队在Nature 子刊Nature Biomedical Engineering上发表了题为：Systematic optimization of prime editing for the efficient functional correction ofCFTRF508del in human airway epithelial cells的研究论文。

该研究使用优化的先导编辑器，将囊性纤维化患者来源的原代气道上皮细胞中的CFTRF508del突变的修复效率提高至58%，且显著降低了脱靶编辑。该研究支持了使用先导编辑对囊性纤维化进行持久、一次性治疗的可行性。

在这项新研究中，刘如谦团队描述了一种先导编辑（PE）方法，用于修正囊性纤维化患者的原代气道上皮细胞中的CFTRF508del突变，并恢复CFTR依赖性阴离子通道活性。

刘如谦团队一开始使用了他们自己最初开发的PE2和PE3系统来修正CFTRF508del突变，但编辑效率极低（不足0.5%），这表明使用先导编辑修正该突变具有挑战性。

接下里，研究团队通过系统应用先导编辑技术的六项最新优化策略（工程化PE向导RNA、PEmax结构、瞬时表达显性错配修复蛋白、策略性沉默编辑、PE6变体、近端失活单向导RNA），在永生化的人支气管上皮细胞模型中实现了高达58％的CFTRF508del修正效率，在囊性纤维化患者的原代气道上皮细胞中达到了25％的修正效率。

这些优化还带来了最低程度的脱靶编辑，编辑与插入和缺失突变（indel）的比率比核酸酶介导的同源定向修的比率高出3.5倍，并且在囊性纤维化患者的原代气道细胞中使CFTR离子通道的功能恢复到正常水平的50%（与使用elexacaftor、tezacaftor和ivacaftor联合治疗所达到的水平相当）。

该研究是对最常见的导致囊性纤维化的CFTR基因突变类型（CFTRF508del）进行直接治疗性纠正的概念验证，支持了对囊性纤维化进行持久、一次性治疗的可行性，并为在难编辑治疗靶点上设计先导编辑策略提供了路线图。

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