基于RNA模板的哺乳动物细胞靶向基因编辑

同行评议的《Human Gene Therapy》杂志上的一篇新文章描述了应邀参加评估基因疗法潜在致癌性会议的专家达成的共识。

　　

发表于《Human Gene Therapy》的一篇新文章，科学家们探索了RNA分子作为修复模板在哺乳动物细胞基因组编辑中的可行性。这一研究领域的核心是利用CRISPR基因编辑系统，该系统通过在目标基因处产生双链断裂（DSB）并提供同源重组（HR）所需的外源模板，实现目标基因的编辑。传统上，这些模板主要是DNA分子，但它们可能在细胞内引发免疫反应。为了解决这一问题，研究人员尝试将RNA模板分子与单导向RNA（sgRNA）的3′端融合，形成单一RNA分子，实验结果表明这种结构可以作为修复模板，实现哺乳动物细胞中目标基因的编辑。

研究人员还探讨了影响RNA模板介导的HR的因素，发现增加同源臂的长度以及在DSB附近诱导R-loop的形成可以有效促进HR修复。此外，细胞内的同源染色体可能与外源RNA模板竞争。这些发现为使用RNA模板分子介导真核细胞中目标基因编辑提供了参考，并为研究RNA分子介导DSB修复的机制奠定了基础。

此外，RNA疫苗的发展迅速，研究表明，通过将尿嘧啶替换为伪尿嘧啶，可以显著减少RNA分子在细胞内的免疫反应。这表明，与DNA分子相比，使用经过修饰的RNA分子作为模板可以有效地减轻细胞内的免疫反应。而且，与DNA模板相比，RNA模板的制备更为简便快捷，且不需要同时将CRISPR系统和DNA模板转染到同一目标细胞中，这在DNA模板的使用上显得更为高效。

在哺乳动物细胞中，将同源模板RNA分子与sgRNA的3′端融合，通过与Cas9蛋白形成复合物，将模板RNA分子运输到DSB附近，实现外源短片段的插入，尽管这种HR的效率约为1%，低于单链DNA同源模板介导的重组效率（超过10%），但这表明RNA分子也可以作为哺乳动物细胞中的HR模板。通过优化RNA模板分子介导HR的条件，包括改变同源臂的长度、分析细胞内同源染色体的干扰以及在DSB附近诱导R-loop的形成，研究人员发现这些方法都能有效地促进HR修复。

这项研究表明RNA可以作为模板来介导哺乳动物细胞中的HR，为基因组编辑提供了新的策略，既可以使用RNA模板也可以使用DNA模板。这一发现为基因编辑技术的发展和应用提供了新的可能性，尤其是在提高基因编辑的效率和安全性方面。

Genome Editing of Mammalian Cells Through RNA Transcript-Mediated Homologous Recombination Repair