Nature BME:一种未检测到RNA和DNA脱靶突变的肝细胞内胞苷胺基酸编辑方法

2021-11-02 20:54:50 来源:
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很大一部分遗传病是由单多肽遗传型引起的,这种遗传型有可能被RNA电子设备脱吡啶激酶(被被称作核酸出版人器(BEs))当作为靶标。BEs通过镅和肌苷当中间产物,通过单链DNA特异性多肽或乙酰脱吡啶激酶,使单个C·G到T·A或A·T到G·C核酸对生成,这些激酶与催化受损的Cas9结合。 这些核酸对叠加单独于核酸DNA松脱或同源性定向翻修,并且必需在细胞决裂后四一个组织当中在精子透过有效出版人。最近的精子学术研究表明,胞苷核酸出版人(CBEs)可以在肺细胞当中引起成千上万个sgRNA单独激活四组的广泛脱靶遗传型,在诱导多能干肺细胞和肺细胞期胚胎当中引起数百个正因如此遗传物质的脱靶遗传型。总之,这些数据表明,CBE的表示才可能会对患者的分析方法带来很大的风险,本文审核精子体四一个组织当中多肽核酸出版人步骤当中的脱靶效应,并建立一种使CBE表示持续时间最大化的发送至分析方法。

为了审核CBEs在精子的非靶向脱吡啶起到,本文综合学术研究了Pahenu2昆虫模型尿症数学模型,该数学模型可以通过AAV依赖性的金黄色葡萄球菌(Sa)KKH–CBE3该系统进入昆虫模型肺脏来医治。常用双AAV-intein决裂该系统将其该系统替换成Pahenu2昆虫模型当中,以不对吡啶基酸当中引起结核病的T-to-C遗传型。首先常用RNA脱氧核糖核酸审核激活四组区域的脱靶去吡啶起到。将表示SaKKH–CBE3的质粒转染到HEK293T肺细胞当中引致高达39000个C-to-U叠加。为了具体在肺内多肽核酸出版人步骤当中究竟起因类似的激活四组区域的脱靶遗传型率,常用AAV8将SaKKH–CBE3该有系统替换成Pahenu2昆虫模型。8时更,当AAV载体的转遗传表示达到规律性时,从肺脏提炼出RNA,并常用RNA吡啶基酸统计分析。尽管通过观察到23%的靶标出版人,与原于的解读四组比起,激活四组区域的C-to-U叠加没增大。

多肽出版人适当起因在处理过程过的HEK293T肺细胞当中ACW的典型APOBEC相反吡啶基酸内,但在处理过程过的昆虫模型肺脏当中不起因。有趣的是,当相比较不同抽样当中的SaKKH-CBE3表示时,通过观察到HEK293T肺细胞的激活水准比肺脏低三个预测值。为了学术研究CBE不必要表示究竟与精子低非靶标出版人起因率相关,将用药的SaKKH-CBE3 mRNA和sgRNA转染到含有Pahenu2遗传物质吡啶基酸7的HEK293T和Hepa肺细胞当中。与质粒转染比起,CBE表示增大了18倍,在靶标出版人时移去了63%,但显著增大了RNA脱靶遗传型。

每一次审核了AAV依赖性的将SaKKH–CBE3导入Pahenu2昆虫模型究竟可能会引致遗传物质DNA的脱靶出版人。在先同一时间的学术研究当中没发现在预测的非靶遗传物质上有sgRNA抑制遗传型,但在四一个组织的核酸出版人步骤当中究竟起因随机的非sgRNA抑制非靶遗传遗传型仍不清楚。每个肺细胞的这些遗传型是不同的,没法用肺细胞当中大量DNA的正因如此遗传物质脱氧核糖核酸来检测。从经疗法和不予疗法的解读昆虫模型当中分离肺肺细胞,并在脱氧核糖核酸同一时间将其乔纳森倍增为药理学诱导的肺祖肺细胞(CLiP)。必需获得S的乔纳森DNA,从不予处理过程的解读昆虫当中自由选择了3个乔纳森,从AAV处理过程的昆虫当中自由选择了11个乔纳森,并在30×增幅的S尽可能多肽透过了确认出版人。AAV依赖性的SaKKH–CBE3表示进入肺脏后,不想引致肺肺细胞对RNA和遗传物质DNA的大量脱靶脱吡啶起到。

对出版人昆虫模型的Pahenu2遗传的进一步统计分析辨识,由于对侧DNA链同时透过刻痕和核酸切除术翻修,SaKKH–CBE3表示引致靶遗传频繁转变成indel。为了增大indel的转变成,用核酸激酶死亡的SaKKH–CBE2和Gam–SaKKH–CBE4交换了SaKKH–CBE3,这是第四代BE,其当中蛋白激酶Mu则有的Gam蛋白与核酸DNA松脱的建构被显然可以增大indel的转变成、。然而,尽管SaKKH–CBE2和Gam–SaKKH–CBE4引致大多的indels。

每一次统计分析了LNP依赖性的肺脏核酸出版人究竟可能会引致RNA或DNA的脱靶脱吡啶。受制于这种分析方法只引致SaKKH–CBE3的规律性表示,注射3毫克/千克的剂量后48小时透过了RNA吡啶基酸统计分析。重要的是,发现CBE表示水准在内源性mAPOBEC1的区域内,与不予疗法的解读四组比起,不想引致C-U叠加增大。此外,多肽出版人并不一定适当起因在典型的APOBEC共识吡啶基酸当中。LNP给药一个月后,SaKKH–CBE3表示完正因如此消失,毫不奇怪的是,旋即没通过观察到C-to-U脱靶遗传型。为了进一步审核LNP依赖性的SaKKH–CBE3发送至究竟引致遗传物质DNA的脱靶去吡啶起到,首先常用低通量脱氧核糖核酸(HTS)(>10000×增幅)统计分析了计算预测的脱靶loci。通过观察到这些多肽没低于剧中水准的C-to-T生成。每一次综合学术研究sgRNA非抑制脱靶遗传型,并在疗法一个月后分离肺肺细胞透过乔纳森倍增。利用LNP依赖性的SaKKH-CBE3 mRNA和药理学修饰的sgRNA的核酸出版人必需扫描结核病表型,而不想在激活四组和遗传物质上检测到脱靶去吡啶起到。

本文共同开发了一种非病毒和短时间的核酸出版人分析方法来疗法单遗传肺病,没明显的脱靶效应。具有极低的病理同一时间景。

Villiger, L., Rothgangl, T., Witzigmann, D. et al. In vivo cytidine base editing of hepatocytes without detectable off-target mutations in RNA and DNA. Nat Biomed Eng 5, 179–189 (2021).

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