Nature子刊：西湖大学宋春青团队开发新型pegRNA，突破精准基因编辑瞬时递送效率瓶颈

2026-04-09 14:27
来源：医药资讯网
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先导编辑(PE)能够使用规范的先导编辑向导RNA (pegRNA)进行精确的基因修饰，将逆转录模板和引物结合位点(RTT–PBS)连接到CRISPR–Cas指导RNA的3’端。尽管PE核糖核蛋白(RNP)递送具有很大的治疗潜力，但其弱的基因组编辑能力限制了治疗应用。

2026年4月7日，西湖大学宋春青团队在Nature Biomedical Engineering在线发表题为Boosting prime editing with engineered non-canonical pegRNAs的研究论文。

该研究开发了非经典pegRNA（npegRNA），成功突破了先导编辑的瞬时递送效率瓶颈，在不增加脱靶风险的前提下，大幅提升了先导编辑的效率和稳定性，尤其适配临床转化所需的RNP和RNA递送系统。

基因编辑技术，特别是CRISPR–Cas套件中的技术，通过在哺乳动物细胞中实现靶向DNA修饰，预示着精确医学和生物研究的新时代。先导编辑是CRISPR–Cas工具的一个子类，其与众不同之处在于能够在不诱导双链断裂的情况下进行准确的DNA改变，为基因纠正提供了一种更安全的替代方法。

这些工具擅长进行各种编辑，包括碱基替换、插入和删除。先导编辑系统使用Streptococcuspyogenes(Sp) Cas9 nickase (Cas9n) 和逆转录酶(RT)的融合体进行操作，由pegRNA(一种具有逆转录酶模板和引物结合位点(RTT–PBS)3’延伸的延伸单向导RNA (sgRNA))指导基因组编辑。

最近的研究努力通过推进主要编辑蛋白来提高效率，如hyPE、PE2*、PEmax、PE6和PE6d，以及掺入DNA-或RNA-结合基序，包括与PE7融合的RNA-结合基序La。引物编辑向导RNA (pegRNA)指定DNA靶并编码所需的版本，但其3’延伸易受细胞外切核酸酶的影响，损害了对PE5至关重要的RTT-PBS的完整性。

工程化的pegRNA (epegRNA)虽然提供了额外基序如evopreQ1的核酸酶抗性，但无意中减少了Cas9结合。

机理模式图（图源自Nature Biomedical Engineering）

sgRNA和RTT RNA分别工作的分裂pegRNA系统表明，编辑成分分离是可行的，但通常不如规范pegRNA有效。由于其临时活性，PE核糖核蛋白(RNP)递送对于体内基因组编辑在理论上是有效和安全的，但其实际效率较低，并且落后于各种细胞类型的DNA或mRNA递送方法。这种低效率阻碍了PE在遗传病治疗中的临床应用。

在这里，研究人员提出了使用非经典pegRNAs (npegRNAs)的PE复合物的结构导向工程，将RTT-PBS整合到单向导RNA环中，以提高PE效率。这种方法证明了跨各种基因组位点和细胞类型的增强的精确编辑率，并改善了酪氨酸血症小鼠模型中的治疗性基因校正。Cas9相关的npegRNAs对外切核酸酶降解更具抗性，可能增强了PE复合物在活细胞中的靶向效率。

使用PE RNP传递，npegRNAs的平均编辑产量比标准pegRNAs提高了26.8倍，比工程pegRNAs (epegRNAs)提高了5.9倍。此外，npegRNA介导的RNPs将人类细胞系中安装疾病相关突变的效率提高了123倍，包括Jurkat T细胞和诱导多能干细胞。总的来说，该发现证明了一个强有力的PE策略，并强调了npegRNAs在治疗性PE应用中的潜力。

参考消息：https://www.nature.com/articles/s41551-026-01650-6#Sec33