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Cell:亓磊团队开发新型RNA编辑平台——MEGA,可用于构建更强更安全的CAR-T细胞疗法

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撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

CAR-T 细胞疗法已经彻底改变了癌症治疗格局,尤其是血液类癌症。然而,尽管取得了这些成功,该疗法仍面临着一些重大障碍,其对占据癌症绝大多数的实体癌仍然效果不佳。最近的研究表明,这涉及 T 细胞内在的功能障碍机制,例如 T 细胞耗竭和代谢失调。

基于 CRISPR-Cas9 基因编辑技术的发展,为下一代基因工程 T 细胞疗法提供了新的解决方案。例如使用 CRISPR-Cas9 敲除 T 细胞的特定基因来增强抗肿瘤活性或生成现货型 CAR-T 细胞。目前,已有多项基于 CRISPR-Cas9 的新一代 CAR-T 细胞疗法已进入临床试验,并展示了有潜力的癌症治疗效果。

然而,基于 CRISPR-Cas9 的基因编辑系统在安全性、有效性和更广泛应用的潜力方面仍然有限。Cas9核酸酶及碱基编辑器都会永久性地改变 T 细胞基因组,此外,Cas9 核酸酶还会导致多种潜在基因毒性副作用。

2024年2月21日,斯坦福大学亓磊团队在国际顶尖学术期刊Cell上发表了题为:A versatile CRISPR-Cas13d platform for multiplexed transcriptomic regulation and metabolic engineering in primary human T cells 的研究论文。

该研究开发了一种基于CRISPR-Cas13d的多重 RNA 编辑平台——MEGA用于原代人 T 细胞的多重转录调控和代谢工程。


该研究开发了多重效应物导向阵列(MEGA),这是一个可编程和可扩展的平台,利用 CRISPR-Cas13d 的 RNA 引导、RNA 靶向活性在转录组水平调控 T 细胞。MEGA 可以人原代 T 细胞中实现定量、可逆和大规模的基因敲低,而无需靶向或切割基因组 DNA。

将 MEGA 应用于 CAR-T 细胞耗竭模型,通过组合 CRISPR 筛选稳健地抑制了抑制性受体的上调,并发现了T细胞功能的配对调节因子。此外,该研究还实现了通过 FDA 批准的药物甲氧苄啶调控 MEGA 来以受体非依赖的方式控制 CAR 激活。最后,MEGA 实现了免疫调节代谢通路的多重阻断,以增强 CAR-T 细胞的体外和体内适应性和抗肿瘤活性。


总的来说,该研究开发了一种多功能的CRISPR-Cas13d平台——MEGA,可在人原代 T 细胞中进行多重转录调控。该研究强调了 MEGA 的多种 T 细胞工程应用,并解决了 CRISPR-Cas9 基因编辑技术在 CAR-T 细胞疗法中的关键限制。作为一个合成免疫学工具包,MEGA 为 T 细胞提供了从基础生物学发现到增强癌症免疫治疗等多种应用的能力。


亓磊

亓磊(Lei S. Qi),斯坦福大学副教授,1983年出生于山东省潍坊市,本科毕业于清华大学,在加州大学伯克利分校读硕士期间师从诺贝尔物理奖得主朱棣文教授,硕士毕业后,在朱棣文教授的建议下,亓磊从物理学跨专业进入生物工程领域,跟随 CRISPR 基因编辑先驱、诺贝尔化学奖得主Jennifer Doudna教授研究 CRISPR 基因编辑。

在 CRISPR 基因编辑领域,亓磊可谓硕果累累,早在2013年2月,亓磊首次证实 DNA 切割活性丧失的 Cas9(dCas9)可用于靶向 DNA 序列并调控基因表达【2】,并在此基础上开发出了CRISPRa(基于CRISPR的基因转录激活)和CRISPRi(基于CRISPR的基因转录激活)。亓磊的这些研究将 CRISPR 基因编辑扩展到了表观遗传领域,能够在不改变 DNA 系列的情况下调控基因表达。此外,他还开发了用于 DNA 和 RNA 实时成像的LiveFish,用于在三维空间重组基因组的CRISPR-GO,小型化 CRISPR 系统CasMINI,以及用于敲入和稳定表达大片段 DNA 的新技术CLIP

2022年,亓磊创立了表观遗传基因编辑公司Epic Bio并完成了5500 万美元的 A 轮融资,该公司计划将 CasMINI 系统应用于表观遗传工程,以开发更安全的人类遗传疾病疗法。目前,该公司治疗面肩肱肌营养不良症(FSHD)的表观遗传编辑疗法 EPI-321 正在 IND 申请中,FSHD 是由 D4Z4 区域甲基化缺失引起,导致 4 号染色体上的 DUX4 基因异常表达,该疗法通过靶向并恢复 D4Z4 区域的甲基化,从而抑制 DUX4 的异常表达,进而防止进一步的肌肉细胞死亡。


Epic Bio公司的研发管线

论文链接

1. https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(24)00102-8

2. https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(13)00211-0


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