Nat Cardiovasc Res | 郭宇轩/董尔丹团队开发新型基因开关技术DreAM控制基于AAV的心脏修复再生

腺相关病毒（AAV）是基因治疗的主要载体之一。现有基因治疗技术缺乏对AAV表达进行时间、空间和含量进行精细调控，极大地影响了AAV载体的安全性，限制了AAV疗法的治疗效果，也压缩了AAV临床适应症的选择范围。以心肌梗死（MI）为代表的缺血性心脏病（IHD）基因治疗为例，Yes相关蛋白（YAP）是一种强效的心肌细胞增殖因子，可以实现心肌梗死动物的心脏再生【1】。然而YAP在心脏中持续表达会造成室壁过度肥厚、心肌细胞线粒体功能障碍、心源性猝死等问题【2，3】，在肝脏等器官脱靶表达则存在潜在的成瘤风险【4】。AAV的时间-空间-表达量精细调控对于降低AAV基因治疗风险至关重要。

2025年6月13日，北京大学血管稳态与重构全国重点实验室的郭宇轩-董尔丹教授团队在Nature Cardiovascular Research杂志上以长文技术报告（technical report）形式在线发表题为“The drug-elicitable alternative splicing module for tunable vector expression in the heart”的文章。该文章报道了一种受FDA批准的口服小分子药物利司扑兰诱导的新型基因表达开关技术DreAM，在心肌梗死小鼠的心脏再生干预中显著提升了AAV基因治疗的有效性和安全性。

传统基因表达调控技术如四环素调控系统（Tet-On/Off）存在显著局限性，如诱导剂（如四环素衍生物）的已知毒性、工程化转录因子的原核生物来源的免疫原性【5】。此外，该类系统的大分子量及多组件也限制了基因治疗载体（如AAV等）的有效递送。一些新型基因表达调控策略能规避上述的部分问题【6-8】，但如何优化和应用于基因治疗仍不明确。

为解决这一问题，本研究团队选择了一种口服的小分子可变剪接调节剂——利司扑兰（risdiplam）作为基因调控元件的诱导剂。该药物获得FDA批准用于治疗脊髓性肌萎缩症（SMA）患儿【9】，已纳入中国国家医保，在临床应用中展现出较好的安全性。通过二代测序、RNA剪接分析、序列筛选与开关设计，研究团队从小鼠心脏中发现利司扑兰的靶序列，构建了受药物诱导的新型基因表达开关并命名为DreAM。

DreAM为外显子-内含子-假外显子（PSE）-内含子-外显子结构的DNA/pre-RNA序列。PSE含有唯一的翻译起始序列ATG，并受到利司扑兰诱导剪接进入成熟mRNA。在没有药物处理时，DreAM表达为非编码RNA，处于关闭状态。在给予利司扑兰时，mRNA上的PSE剪入使处于正确的读码框上的下游蛋白可以正确翻译形成功能蛋白（图1）。

图1 DreAM基因开关概念图

体外细胞培养实验表明，DreAM在质粒、腺病毒、慢病毒、AAV等多种载体中通用，与常规的各种启动子和顺式调节元件兼容，在各种哺乳动物细胞中均可工作。小鼠体内验证结果表明，利司扑兰能以剂量依赖的方式激活DreAM调控的AAV表达，诱导幅度最高达2000倍，调控效果取决于给药剂量及靶器官类型。开关的时间分辨率约为2-3天，根据利司扑兰的给药频率和持续时间能够实现AAV表达的瞬时、可逆和反复激活。

作为概念验证，研究团队将DreAM整合至心肌细胞特异性、肝脏去靶向的AAV9-Tnnt2-miR122TS载体中【10】，成功通过瞬时激活心肌再生因子YAP5SA，在成年心肌细胞中建立“去分化-增殖-再分化”循环。该策略显著改善了心肌梗死后的心脏再生效果，同时有效避免了常规AAV-YAP载体在恢复心功能同时导致实验动物死亡以及肝肿瘤发生的风险（图2）。

图2 基于DreAM开关研究YAP调控的心肌再生

综上，该研究使用FDA批准的口服小分子药物利司扑兰进行筛选和设计，得到了药物响应良好的基因开关DreAM。以YAP诱导的心肌再生疗法为例，本研究提供概念验证证据，表明DreAM对AAV基因治疗的有效性和安全性有明显提升，有潜力整体上提高AAV基因治疗的可成药性，扩大适应症范围。

北京大学血管稳态与重构全国重点实验室PI郭宇轩研究员和董尔丹研究员为共同通讯作者。北京大学基础医学院博士研究生陈展、杨璐梓为共同第一作者。该研究获得了北京大学基础医学院赵东宇教授、张岩教授、郑乐民教授、周菁教授和北京大学药学院的苗蕾教授、陈卫老师的大力支持。波士顿儿童医院William T. Pu教授，贝勒医学院James F. Martin教授和孟凡森博士，首都医科大学附属安贞医院高霏教授，四川大学华西第二医院李一飞教授为本研究提供了关键帮助。

北京大学郭宇轩课题组博士后-研究助理招聘启事

郭宇轩，博士生导师，北京大学心血管研究所研究员，血管稳态与重构全国重点实验室PI。北京大学生命科学学院本科，约翰霍普金斯大学生物学博士，哈佛医学院博士后。作为通讯作者在Circulation、Circulation Research等心血管主流期刊上发表论文。国家优秀青年科学基金项目获得者(2022)。研究方向为1）靶向心血管系统的新型体内基因递送技术开发；2）围绕遗传性心血管疾病的体内基因治疗策略研究；3）围绕心血管基因疗法开发体外微生理系统平台。应聘材料：1. 个人简历(包括教育经历，工作经历，学术成果及获得奖励)；2. 两份专家推荐信(包括博士导师)及推荐专家的联系方式；3. 介绍既往工作的主要研究内容及博士后阶段的工作规划。申请方法：1. 个人简历及相关申请材料发送至：guo@bjmu.edu.cn，邮件标题注明“博士后应聘+姓名”。2. 综合考察应聘者材料，择优组织面试。北医博士后进站时间一般为每年1月、4月、7月、10月，请应聘者注意安排时间。

https://www.nature.com/articles/s44161-025-00665-7

参考文献：

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[10]Yang, L. Z., Liu, Z. Z., Chen, G. L., Chen, Z., Guo, C. T., Ji, X. W., Cui, Q. H., Sun, Y. S., Hu, X. M., Zheng, Y. J., Li, Y. F., Gao, F., Chen, L., Zhou, P. Z., Pu, W. T. & Guo, Y. X. MicroRNA-122-mediated liver detargeting enhances the tissue specificity of cardiac genome editing. Circulation149, 1778-1781 (2024). （同属郭宇轩教授团队工作）

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