基因编辑技术大体可分为 DNA 编辑和 RNA 编辑，其中，DNA 编辑是对遗传信息的永久性改变，因而必须安全、有效地进行，而 RNA 编辑是可逆的，且编辑效果与剂量存在相关性。如今，RNA 编辑已经成为基因编辑领域热门的研究方向之一。
2 月 10 日，博雅辑因科学创始人、北京大学魏文胜教授实验室在 Nature Biotechnology 杂志发表题为 “Engineered circular ADAR-recruiting RNAs increase the efficiency and fidelity of RNA editing in vitro and in vivo” 的研究论文，报道了 RNA 单碱基编辑技术 LEAPER™ 的升级版本 ——LEAPER™ 2.0，该技术进一步提升了体外和体内编辑的效率和精准性。
图｜论文截图（来源：Nature Biotechnology）
初代 LEAPER编辑效率提升明显但仍然存在局限性
早在 2019 年，魏文胜实验室便在 Nature Biotechnology 上发表论文首次报道了新型 RNA 编辑技术 LEAPER™（Leveraging endogenous ADAR for programmable editing of RNA）。与以 CRISPR 为基础的 DNA 或 RNA 编辑技术不同，LEAPER™ 仅需要在细胞中表达特殊设计的 arRNA（ADAR-recruiting RNA）即可招募细胞中内源脱氨酶 ADAR 将特定的腺苷转化为肌苷，从而实现对 RNA 的高效、精准编辑。
由于无需引入外源编辑酶或效应蛋白，所以这项技术从根源上避免了由此引起的递送及相关免疫原性等问题。另外，作为一种 RNA 编辑工具，LEAPER™ 不会引起基因组序列改变，因而在安全性方面也具有优势。
虽然 LEAPER™ 在科研和疾病治疗中具有潜力，但也存在一定的局限性，其一，LEAPER™ 利用的是内源编辑酶，其编辑效率也会因此受限；其二，具有一定长度的 arRNA 可能使目标编辑位点邻近的碱基发生脱靶编辑。
完成概念验证，LEAPER™ 2.0 正在开展临床转化
魏文胜实验室研究发现，通过优化表达载体中的启动子增强 arRNA 表达可以显著提升 LEAPER™ 系统的编辑效率，这表明 arRNA 在细胞中的丰度对于编辑效率至关重要，然而，线性 arRNA 在细胞内容易被降解的特点成为了制约因素。
为了解决这一难题，实验室通过设计并运用可招募 ADAR 的环形 RNA（circular ARAR-recruiting RNA，circ-arRNA），实现了编辑效率的进一步提升。
试验显示，circ-arRNA 能够维持较长时间的高水平表达，在多个内源转录本位点中，circ-arRNA 平均编辑效率相比于线性版本提升了 3 倍之多，同时也可维持长达近半个月的有效编辑。
通过腺相关病毒递送，遗传编码的 circ-arRNA 可以在人的原代细胞和类器官中实现长时程的 RNA 编辑。另外，体外合成的 circ-arRNA 也可实现高效的靶向编辑，并且与遗传编码的 circ-arRNA 具有类似的特征。
“LEAPER™ 2.0 版本经过多重设计改造，在体外和体内均大幅提升了编辑效率，同时降低了脱靶效应。” 魏文胜表示，“LEAPER™ 在科学研究、疾病治疗等方面拥有可观的优势和潜能，我们一直致力于不断提升其效率和精准性，从而不断拓展其在疗法开发和基础研究方面的应用潜力。” 他补充说。
对于 LEAPER™ 2.0 应用潜能的评估显示，circ-arRNA 可以成功激活 Wnt 信号通路，修复 TP53 基因中的致病突变使其表达的 p53 恢复转录调节功能。使用腺相关病毒将 circ-arRNA 递送至 Hurler 综合征疾病模型小鼠体内，可以成功修复 Idua 致病突变并恢复 IDUA 的酶活。这些结果表明，LEAPER™ 2.0 在科研和疾病治疗中具有较大优势与潜能。
图｜LEAPER™ 2.0 通过工程化的 circ-arRNA 实现高效、精准的 RNA 编辑（来源：魏文胜实验室）
博雅辑因首席执行官魏东指出，“对于 LEAPER™ 2.0，我们在通过腺相关病毒递送的多个临床前研究模型中取得了令人兴奋的数据，实现了其向体内 RNA 编辑疗法转化的概念验证。目前，我们已经与国内外顶尖科研机构就该技术的进一步转化达成了研究合作，并将继续发挥产学研结合的优势，加速推进该项技术的转化，以尽早将创新疗法带给中国乃至全球患者。”
据悉，博雅辑因魏文胜和魏东应邀将于今年 4 月 5-7 日在美国波士顿举办的第三届 RNA 编辑峰会上就 LEAPER™ 2.0 的科研成果和疗法开发进展分别做报告，除此之外，魏东还将于 2022 年 5 月 9-12 日在美国波士顿举办的第 23 届 TIDES 会议上做报告。
图｜博雅辑因（来源：博雅辑因官网）
博雅辑因（EdiGene, Inc.）创立于 2015 年，总部位于北京，办公地点分布于广州、上海以及美国剑桥，是一家专注于基因编辑技术转化的、处于临床阶段的全球性生物医药企业，研发针对难以根治的遗传病和癌症的创新疗法。
目前，博雅辑因已经建立起拥有自主知识产权的针对造血干细胞和 T 细胞的体外细胞基因编辑治疗平台，基于 RNA 单碱基编辑技术的体内基因治疗平台和致力于靶向药物研发的高通量基因组编辑筛选平台。
据了解，去年 11 月，博雅辑因与北京协和医院睢瑞芳教授团队达成研究合作，基于我国遗传性视网膜变性（IRD）人群的基因变异特征，探索推进体内基因编辑疗法；同月，与威斯康星大学麦迪逊分校达成研究合作，助力公司对体内基因编辑疗法的开发。
参考资料：
[1] https://www.edigene.com/
[2] http://weilab.pku.edu.cn/news/359876.htm
[3] https://www.nature.com/articles/s41587-021-01180-3
[4] https://www.nature.com/articles/s41587-021-01171-4
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