Nature Biotechnology：陳佳/楊力/洪佳旭合作開發(fā)VLP遞送系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)體內(nèi)高效胞嘧啶堿基編輯

編輯丨王多魚

排版丨水成文

病毒樣顆粒（Virus-like Particle，VLP）在遞送基因組編輯工具方面具有廣闊前景，但 VLP 介導(dǎo)的胞嘧啶堿基編輯器（CBE）在體內(nèi)的有效性仍有限。

2026 年 7 月 10 日，上海科技大學(xué)陳佳團(tuán)隊(duì)聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)楊力團(tuán)隊(duì)和復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院洪佳旭團(tuán)隊(duì)（朱俊杰、丁琳、李吉方、劉鎧銘、朱星宇為論文共同第一作者），在Nature Biotechnology期刊發(fā)表了題為：Efficient in vivo cytosine base editing via virus-like particles with uracil DNA glycosylase inhibition 的研究論文。

該研究發(fā)現(xiàn)，體內(nèi)胞嘧啶堿基編輯器（CBE）編輯效率低的根本原因在于對尿嘧啶 DNA 糖基化酶（UNG）的抑制不足。研究團(tuán)隊(duì)對他們之前開發(fā)的一種 CBE——變形式堿基編輯器（tBE）進(jìn)行了改造，并開發(fā)了一種 VLP 遞送系統(tǒng)，以增強(qiáng)對尿嘧啶 DNA 糖基化酶抑制蛋白（UGI）的招募。其中，tBE-VLP4在小鼠肝臟及視網(wǎng)膜中實(shí)現(xiàn)了高效的 C-to-T 編輯，并在多種小鼠疾病模型中展現(xiàn)出顯著的治療效果，且在體外和體內(nèi)均未檢測到可識別的脫靶編輯，其特異性優(yōu)于腺相關(guān)病毒（AAV）或 LNP-mRNA 的遞送方式。該研究確立了 tBE-VLP4 作為一種精準(zhǔn)、高效的體內(nèi)胞嘧啶堿基編輯系統(tǒng)。

利用病毒樣顆粒（VLP）作為遞送工具，可將編輯器以核糖核蛋白復(fù)合物（RNP）或者 mRNA 的形式瞬時(shí)遞送到細(xì)胞內(nèi)，相比 AAV 或質(zhì)粒遞送，VLP 可減少編輯器長期表達(dá)帶來的脫靶編輯和潛在安全風(fēng)險(xiǎn)。

此前，VLP 已被用于遞送 Cas9-sgRNA、腺嘌呤堿基編輯器（ABE）和先導(dǎo)編輯器（PE），但其介導(dǎo)的胞嘧啶堿基編輯器（CBE）在體內(nèi)的編輯效率仍然有限。CBE 通過將胞嘧啶脫氨形成尿嘧啶，最終實(shí)現(xiàn) C-to-T 轉(zhuǎn)換。然而，細(xì)胞內(nèi)源性尿嘧啶DNA糖基化酶（UNG）會識別并切除 DNA 中的尿嘧啶，降低 C-to-T 編輯效率并增加副產(chǎn)物。傳統(tǒng) AAV 或質(zhì)粒遞送可以持續(xù)表達(dá) UGI 蛋白來抑制 UNG，而 VLP 遞送只提供一次性、有限量的 UGI 蛋白。

當(dāng)使用 AAV 或質(zhì)粒遞送 CBE 時(shí)，UGI 蛋白持續(xù)翻譯可提供持久的 UNG 抑制；然而，在 VLP 遞送系統(tǒng)中，UGI 蛋白僅短暫、一次性供應(yīng)，導(dǎo)致 UNG 抑制不足，從而限制了體內(nèi) CBE 的效率。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，UNG 抑制不足，可能限制了 VLP 遞送 CBE 在體內(nèi)的編輯效率。相較于野生型細(xì)胞，hUNG/hSMUG1 雙敲除細(xì)胞中的 C-to-T 編輯效率顯著提升，同時(shí) C-to-A 和 C-to-G 副產(chǎn)物明顯減少。這一結(jié)果證實(shí)了內(nèi)源性尿嘧啶 DNA 糖基化酶活性是限制 VLP-CBE 編輯效率的重要因素。為解決 UNG 抑制不足導(dǎo)致的 C-to-T 編輯效率低下這一核心問題，研究團(tuán)隊(duì)對 tBE 系統(tǒng)和 VLP 包裝策略進(jìn)行了系統(tǒng)優(yōu)化，在 tBE 中引入額外 RNA 適配體，以增強(qiáng) UGI 的招募能力，并構(gòu)建了多種改良型 VLP 系統(tǒng)。其中，優(yōu)化后的tBE-VLP4顯著提高了 VLP 中 UGI 和 sgRNA 的裝載水平，在 293FT、HeLa、U2OS 以及猴源 FRhK-4 細(xì)胞中均表現(xiàn)出穩(wěn)定、高效的胞嘧啶堿基編輯能力。進(jìn)一步結(jié)果顯示，tBE-VLP4 還可適配 Cas9 SpG 變體及傳統(tǒng) CBE 架構(gòu)，提示該系統(tǒng)具有良好的通用性和可拓展性。

tBE-VLP4

在小鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，tBE-VLP4 展現(xiàn)出良好的編輯效率和疾病干預(yù)效果。單次尾靜脈注射后，tBE-VLP4 在小鼠肝臟mPcsk9位點(diǎn)實(shí)現(xiàn)平均 46.0% 的 C-to-T 編輯，并顯著降低血清 PCSK9 蛋白和總膽固醇水平。在遺傳性酪氨酸血癥 I 型小鼠模型中，研究團(tuán)隊(duì)利用 tBE-VLP4 靶向編輯mHpd位點(diǎn)，最高編輯效率達(dá)到 64.2%。該處理成功挽救了小鼠體重下降和死亡表型，并明顯改善肝功能損傷。

此外，研究團(tuán)隊(duì)還通過視網(wǎng)膜下注射將 tBE-VLP4 遞送至視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞，靶向編輯mVegfa位點(diǎn)，平均編輯效率達(dá)到 24.2%。在激光誘導(dǎo)的脈絡(luò)膜新生血管病變模型中，該策略顯著減輕病變程度，并對視網(wǎng)膜功能起到保護(hù)作用，提示 tBE-VLP4 不僅適用于肝臟編輯，也具備向眼科疾病治療拓展的潛力。

在安全性方面，研究團(tuán)隊(duì)在體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)中均未檢測到 tBE-VLP4 誘導(dǎo)的明顯 DNA 或 RNA 脫靶編輯。與 AAV 或 LNP-mRNA 遞送方式相比，tBE-VLP4 表現(xiàn)出更好的編輯特異性。

總的來說，該研究闡明了 VLP 遞送的 CBE 在體內(nèi)效率受限的關(guān)鍵機(jī)制，并據(jù)此建立了高效、精準(zhǔn)的體內(nèi)胞嘧啶堿基編輯平臺 tBE-VLP4，為安全、高效的體內(nèi)基因編輯治療提供新的技術(shù)路線。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41587-026-03227-9