碱基编辑器在基因治疗中的潜在安全性风险及解决方案研究进展

碱基编辑器(base editor, BE)是一种由脱氨酶与人工核酸结合蛋白结合形成的基因编辑工具,可以对单个碱基进行定点替换,以达到改变核酸序列的目的。其主要特点是能够在不产生核酸完全断裂的条件下,进行高效的碱基编辑,BE在动植物育种以及遗传性疾病的基因治疗领域已经显示出巨大的应用价值。目前已报道的碱基编辑器包括胞嘧啶碱基编辑器、腺嘌呤碱基编辑器、糖苷酶碱基编辑器、双碱基编辑器、线粒体碱基编辑器以及RNA编辑器等。然而,各种碱基编辑器中含有的两个主要功能元件,即脱氨酶和人工核酸结合蛋白,均有脱靶效应,为本技术的广泛应用带来严重的安全隐患。本文通过对不同碱基编辑工具的种类特点、疾病模型治疗现状以及安全性问题和解决方案进行综述,希望对后续的碱基编辑技术的优化研究提供参考。     

雷帕霉素介导的caspase 9同源二聚化调控人类多能干细胞自杀

人诱导多能干细胞（human induced pluripotent stem cells，hiPSCs）在再生医学领域具有广阔的应用前景。然而，多能干细胞（pluripotent stem cells，PSCs）具有肿瘤化风险，成为其临床应用最主要的安全性问题。雷帕霉素是一种安全和广泛使用的免疫抑制药物，通过诱导FKBP12与FRB片段的异源二聚起作用。为了保障hiPSCs治疗的安全性，本研究将雷帕霉素诱导的caspase 9（riC9）基因插入到AAVS1安全位点，构建了含有EF1α启动子、FRB-FKBP-Caspase9（CARD结构域）融合蛋白和嘌呤霉素抗性基因的供体，并与sgRNA/Cas9载体共转染hiPSCs。用嘌呤霉素筛选2周后，收集单个克隆进行基因和表型分析。最后，用雷帕霉素诱导caspase9同源二聚化，激活工程细胞的凋亡。通过对筛选获得的5个hiPSCs克隆鉴定，表明供体DNA准确敲入内源性AAVS1位点。hiPSCs保持正常的多潜能状态和增殖能力。雷帕霉素可诱导caspase 9同源二聚化，并激活细胞凋亡程序。本研究通过药物精确调控caspase 9的同源二聚化来启动细胞自杀，实现了可控的hiPSCs存活，这为保证hiPSCs治疗的安全性提供了新的策略。