- 4 次围观
可编程核酸内切酶（如 CRISPR/Cas9）通过调动细胞的 DNA 双链断裂（DSB）修复机制，为编辑哺乳动物基因组提供了强大工具。CRISPR 催化的同源定向修复（CRISPR-HDR）虽然通常低于其他 DNA 修复模式的效率，但通过靶向插入同源 DNA 模板，具有实现精确序列替换的特殊潜力¹,²。尽管近期研究报道了体内心肌细胞中相当水平的 HDR³，骨骼肌肌纤维历来被认为对 HDR 介导的基因组编辑不敏感⁴。此外，系统递送 CRISPR/Cas9 编辑器后，不同组织之间的修复结局有何差异、是否能在再生性组织干细胞中实现精确的 HDR 编辑，以及发育时间如何影响 CRISPR 诱导修复的可及性，仍不清楚。在此，我们采用腺相关病毒（AAV）递送的体内 GFP-to-BFP 颜色转换报告系统（AAV-GFP-to-BFP），以细胞和组织水平分辨率考察体内 CRISPR-HDR。我们发现，在小鼠中，出生后心肌、骨骼肌以及肌干细胞在不同发育阶段经历模板化 HDR 的速率存在差异。尽管在幼年小鼠体内编辑后即可轻易检测到经 HDR 编辑的肌干细胞和肌纤维，但在新生小鼠中编辑则在心脏组织中产生更高效的 HDR。基于这些结果，我们将 CRISPR-HDR 方法用于纠正 mdx 小鼠中具有治疗相关性的 Dmd 突变，证明在骨骼肌和心肌中均可将其重编码为野生型蛋白序列。这些结果为推进活体出生后动物中的供体模板 DNA 修复提供了框架，并揭示了精确的、具有治疗意义的体内基因纠正所受制于意想不到的细胞、发育及疾病相关限制。
可编程核酸内切酶（如 CRISPR/Cas9）通过激活细胞的 DNA 双链断裂（DSB）修复机制，为编辑哺乳动物基因组提供了强有力的工具。CRISPR 催化的同源定向修复（CRISPR-HDR）虽然通常不如其他 DNA 修复模式高效，但因其可通过靶向插入同源 DNA 模板实现精确序列替换而具有特殊前景^1,2。尽管近期研究已报道在体内心肌细胞中存在可观水平的 HDR^3，骨骼肌肌纤维历来被认为对 HDR 介导的基因组编辑具有抗性^4。此外，在全身递送 CRISPR/Cas9 编辑器后，不同组织中的修复结果如何差异，精确的 HDR 编辑能否在再生性组织干细胞中实现，以及发育时序如何影响对 CRISPR 诱导修复的可及性，仍不明确。本文中，我们采用腺相关病毒（AAV）递送的体内 GFP-to-BFP 颜色转换报告系统（AAV-GFP-to-BFP），以细胞和组织水平分辨率考察体内 CRISPR-HDR。我们发现，出生后心肌、骨骼肌及肌肉干细胞在小鼠不同发育阶段经历模板介导的 HDR 的速率各不相同。虽然在幼年小鼠体内编辑后可轻易检测到经 HDR 编辑的肌肉干细胞和肌纤维，但在新生小鼠中编辑则使心脏组织中的 HDR 更为高效。基于这些结果，我们将 CRISPR-HDR 方法应用于挽救 mdx 小鼠中具有治疗相关性的 Dmd 突变，证明了在骨骼肌和心肌中均可将其重编码为野生型蛋白序列。这些结果为在活体出生后动物中推进供体模板介导的 DNA 修复提供了框架，并揭示了精确的、治疗性的体内基因校正所受到的细胞、发育及疾病相关限制。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.30.735705v1?rss=1
🏷️ CRISPR/Cas9 同源定向修复 AAV递送 骨骼肌 肌肉干细胞 Dmd基因纠正