基因编辑大牛指出CRISPR技术又一新问题：引导RNA引发免疫应答

一项最新发现指出，体外转录gRNAs中的5'-三磷酸（5'ppp）部分，会激活人类细胞中的免疫应答，导致细胞死亡。

　　

生物通报道：作为一种强大的基因组编辑技术，CRISPR系统已经迅速发展成了各种生物疾病建模的重要工具，应用于临床。

将重组Cas9蛋白和体内转录（IVT）引导RNA复合物组成成预组装的Cas9核糖核蛋白（RNP），递送到细胞中，这样既没有外源DNA整合到宿主基因组中的风险，脱靶效应也更少。但是一项由Jin-Soo Kim领导的研究组完成的最新发现指出，体外转录gRNAs中的5'-三磷酸（5'ppp）部分，会激活人类细胞中的免疫应答，导致细胞死亡。

这一研究成果公布在2月23日的Genome Research杂志上，首尔国立大学的遗传学家Jin-Soo Kim是基因编辑领域的大牛，其研究组曾在Nature等顶级杂志发表多篇文章，提出了CRISPR技术领域的不少创新想法，比如他们曾设计出了目前最小的CRISPR-Cas9，并通过腺伴随病毒(AAV)将其递送到了肌细胞和小鼠的眼睛里，用以编辑导致失明的基因。

对于这一最新发现，Jin-Soo Kim表示，“CRISPR-Cas9 RNPs现在广泛用于生物医学研究，并且在治疗性基因组编辑方面颇具前景”，因此，将这一技术从生物医学应用转化为临床应用需要彻底调查潜在的有害宿主反应。

在这项研究中，研究人员构建了结合了纯化Cas9的IVT gRNA，然后将其转染到人宫颈癌细胞（HeLa）和小鼠胚胎成纤维细胞中。结果发现，在这些细胞中，5'ppp gRNA引发I型干扰素介导的免疫应答，以及干扰素激活的抗病毒效应蛋白，例如DDX58的表达增加，导致细胞死亡。

此外，这项研究还证明了5'ppp gRNA对人类T细胞的细胞毒性作用。

Kim说：“T细胞基因组编辑在治疗癌症和HIV感染的细胞疗法方面具有很大的潜力。T细胞对gRNA中5'ppp基团非常敏感。”T细胞表面受体CCR5参与HIV病毒进入，因此是抗HIV治疗的有希望靶标。

虽然如此，但这项研究也证明了，用磷酸酶预处理IVT gRNA，能除去5'ppp，显著降低T细胞宿主的免疫应答和细胞毒性。磷酸酶处理的IVT gRNA能提高针对CCR5的突变效率，导致这种HIV共受体的细胞表面呈递降低。

体外转录CRISPR引导RNA在细胞中引发先天性免疫应答，但这可以通过去除三磷酸部分来预防

这项研究阐明了CRISPR-Cas9或Cpf1核糖核蛋白复合物中免疫激活IVT gRNA对人类细胞的细胞毒性作用，并提出了一种防止宿主免疫应答，同时保持高突变效率的新方法，这将有助于CRISPR介导的基因组编辑在临床上的应用。

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原文标题：

Kim S, Koo T, Jee H, Cho H, Lee G, Lim D, Shik Shin H, and Kim J. 2018. CRISPR RNAs trigger innate immune responses in human cells. Genome Res doi: 10.1101/gr.231936.117