摘要：来自亥姆霍兹慕尼黑大学和慕尼黑工业大学的一个研究小组开发了一种先进的递送系统，可以将基于CRISPR/Cas9基因编辑系统的基因编辑工具运送到活细胞中，效率比以前高得多。他们的技术ENVLPE使用工程化的非传染性病毒样颗粒来精确地纠正有缺陷的基因，这在由于突变

本文来源：生物通

来自亥姆霍兹慕尼黑大学和慕尼黑工业大学的一个研究小组开发了一种先进的递送系统，可以将基于CRISPR/Cas9基因编辑系统的基因编辑工具运送到活细胞中，效率比以前高得多。他们的技术ENVLPE使用工程化的非传染性病毒样颗粒来精确地纠正有缺陷的基因，这在由于突变而失明的活小鼠模型中得到了成功的证明。

包括CRISPR系统在内的现代基因组编辑技术在治疗遗传性疾病方面具有巨大潜力。然而，将这些分子工具可靠地运送到靶细胞仍然是一个重大挑战。

“以前的病毒和非病毒传递系统，如腺相关病毒（aav），脂质纳米颗粒（LNPs）和其他病毒样颗粒（VLPs），已经很有价值，但面临局限性，”Dong-Jiunn Jeffery Truong博士说，他是该研究的通讯作者，也是慕尼黑亥姆霍兹合成生物医学研究所的组长。

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“挑战包括基因编辑器的持久性增加，可能导致免疫反应，或者仅仅是它们的效率有限。ENVLPE直接解决了这些问题，同时其模块化设计保持了与未来基因编辑技术的兼容性。”

ENVLPE基于改良的非传染性病毒衍生壳。它们作为分子基因编辑器的载体，如碱基或引物编辑器——专门的CRISPR工具，可以化学改变基因组中的单个DNA碱基，并移除或插入新的DNA序列。ENVLPE的设计通过劫持细胞内运输机制，解决了VLPs生产过程中以前方法的物流挑战，使所有组件在正确的时间和地点聚集在一起。

先前的方法通常包括部分组装，无功能的基因编辑器，降低了传递的有效性。“ENVLPE现在不仅确保了完全组装的基因编辑器的包装，而且还包含了一个额外的分子屏障，保护编辑器最脆弱的部分在运输过程中不被降解，这使得遗传工具可以安全地传递到目标细胞中，在那里可以进行预期的DNA编辑。”

科学家们与加州大学欧文分校（UC Irvine）眼科学教授Krzysztof Palczewski领导的团队密切合作，在遗传性失明的小鼠模型中测试了ENVLPE系统。

“小鼠携带Rpe65基因的致残突变，这是在视网膜中产生光敏分子所必需的，因此完全失明，对光没有反应，”研究人员将ENVLPE注射到视网膜下间隙（视网膜色素上皮和光感受器之间的区域）以纠正突变后，动物又开始对光刺激作出反应。“恢复的程度令人震惊，这向我们表明，我们的颗粒在活体动物身上具有真正的治疗潜力。”

与已建立的系统相比，ENVLPE取得了明显更好的结果：竞争系统需要10倍以上的剂量才能达到类似的效果。

“我们的目标是建立一个既对研究人员有用又适合现实世界应用的工具，”第一作者之一Niklas Armbrust说，“我们解决了关键的瓶颈问题，通过快递代理实现了更高效的包装。”

ENVLPE还可以为过继T细胞疗法开辟新的可能性，从患者身上提取的免疫细胞在实验室进行基因改造，使它们能够特异性地识别和攻击肿瘤细胞。ENVLPE与TUM大学医院Andrea Schmidts博士的实验室合作，促进了特定表面分子的靶向去除，这些分子在将细胞施用于不同于供体的受体时可能引发免疫反应。这可能会导致所谓的“通用”T细胞的发展，不需要为个别患者定制，使治疗更容易获得，成本更低。

这些创新解决了遗传遗传疾病的体内基因治疗和癌症的体外细胞治疗的关键挑战，为重要的转化进展铺平了道路。“高度模块化的ENVLPE系统使我们大大接近复杂细胞模型的按需精确遗传修饰，”TUM合成生物医学研究所所长、神经生物工程教授、该研究的共同资深作者Gil Westmeyer教授说。“这是合成生物学如何帮助推动医学创新的一个例子。”

在实现了最常见的基因编辑工具的高效传递之后，该团队现在寻求利用自然界中发现的多样性，以及人工智能辅助蛋白质设计的最新进展，通过将这些工具的传递限制在特定的细胞或组织类型来提高靶向精度。为了将ENVLPE推向临床应用，研究团队正在从制药行业的转化资助和合作伙伴中寻求后续资金。目标是优化各种治疗应用的技术，并最终使其可供患者使用。

什么是ENVLPE？

ENVLPE代表“装载可编程编辑器的工程核细胞质载体”。这些是非传染性病毒样颗粒，可以有效地将碱基或引物编辑器等基因编辑工具运输到靶细胞中。ENVLPE克服了早期系统的两个主要限制：引导RNA有效载荷的不稳定性和生产细胞内仅功能基因编辑器的低效包装。通过调整细胞内运输机制，研究人员显著提高了系统的效率和安全性。

参考文献

Engineered nucleocytosolic vehicles for loading of programmable editors

来源：人工智能学家