点击蓝字 关注我们
近日，国际学术期刊Nature子刊Communications Biology发表了舒桐医疗科技联合武汉大学等机构的研究成果——"SunTag-PE: a modular prime editing system enables versatile and efficient genome editing"。这项研究提出了解决精准基因编辑递送问题的新策略。
研究亮点：
解决递送问题：创新SunTag-PE模块化系统有效解决基因治疗递送瓶颈。
保持高编辑效率：与传统系统相比保持或略微提升编辑效率，无增加脱靶风险。
成功修复HBB基因突变：双AAV系统实现HBB基因的有效修复。
模块化设计：兼容多种Cas9系统，包括SauCas9和FrCas9。
研究背景：精准编辑技术的递送挑战
精准编辑(Prime Editing)技术能在不引发双链断裂的情况下实现任意基因组修改，对基因治疗具有重要价值。然而，传统PE系统体积庞大(超过6.3kb)，超出了腺相关病毒(AAV)的包装容量(~4.8kb)，这限制了其临床应用。
虽然目前已有多种技术尝试通过分离策略解决递送问题，如intein介导的分离PE、MS2-PE和Split-PE，但这些方法常常导致编辑效率下降。舒桐医疗团队针对这一问题，开发了SunTag-PE模块化系统。
这两个组件可分别包装到独立的AAV载体中，在细胞内协同工作。研究发现，N端连接单个GCN4(N-1×GCN4)时效率最高，这一发现颠覆了以往"GCN4越多越好"的理念。
具体实验中，研究团队系统测试了不同GCN4拷贝数（1×、2×、3×、5×和10×）以及不同连接位置（N端或C端）的编辑效率。结果显示，当GCN4位于nCas9的N端且仅有一个拷贝时，在HEK3位点的CTT插入编辑效率达到13.8%，明显高于其他配置。相比之下，N端2×GCN4为11.44%，N端3×GCN4为8.3%，N端5×GCN4为10.16%，N端10×GCN4为9.64%。
系统性能验证：多位点、多参数全面评估
研究团队在四个内源基因位点(HEK3, EMX1, FANCF, RNF2)进行了全面验证，每个位点都测试了三种不同类型的编辑：碱基替换、插入和缺失。
HEK3位点详细结果：
碱基替换(T到A)：SunTag-ePE2达到5.3%，与ePE2相当
CTT插入：SunTag-ePE2达到21.86%，比ePE2高约1.5倍
单核苷酸缺失：SunTag-ePE2达到4.6%，与ePE2相当
EMX1位点详细结果：
碱基替换(G到C)：SunTag-ePE2达到8.7%
6核苷酸插入：SunTag-ePE2达到8.4%
GGG缺失：SunTag-ePE2达到6.5%
在PE3形式中，编辑效率进一步提高。例如，在HEK293T细胞中，SunTag-ePE3在HEK3位点的CTT插入编辑效率达到39.68%，与标准ePE3相当，且显著高于Split-ePE3和MS2-ePE3。
脱靶风险评估：无显著增加的脱靶效应
为评估SunTag-PE系统的特异性，研究团队使用GUIDE-seq技术对EMX1和FANCF位点进行了全面脱靶分析。在EMX1位点，共鉴定出10个潜在脱靶位点；在FANCF位点，鉴定出3个潜在脱靶位点。
深度测序结果显示，SunTag-ePE2和SunTag-ePE3在这些脱靶位点的编辑活性极低，与传统融合型PE系统相当。具体而言，在EMX1的顶级脱靶位点，SunTag-ePE3的脱靶编辑率低于0.1%，而在FANCF的脱靶位点几乎检测不到编辑活性。这表明SunTag-PE系统保持了精准编辑的高特异性。
HBB基因突变修复：临床应用潜力展示
为验证SunTag-PE系统的临床应用潜力，研究团队构建了双AAV递送系统，用于修复导致镰刀型贫血的HBB基因E6V突变。
两个AAV载体分别携带：
AAV载体1(4.67 kb)：携带N-1×GCN4-nCas9
AAV载体2(4.36 kb)：携带pegRNAs/ngRNA和scFv-RT
实验结果显示，这一双AAV系统成功将HBB突变修复为野生型，编辑效率达到25.47%。对照实验中，仅递送pegRNA-ngRNA-scFv-RT载体未检测到编辑活性，证实了双组分协同工作的必要性。
这一结果验证了SunTag-PE系统在临床相关基因修复中的可行性，为镰刀型贫血等单基因疾病的基因治疗提供了新的技术路径。
模块化与兼容性：拓展Cas9正交系统
SunTag-PE系统的模块化设计使其具有良好的扩展性。研究表明，该系统可与多种Cas9正交系统兼容：
SauCas9-SunTag-PE：
SauCas9体积更小，更适合单个AAV一体化递送。研究团队在EMX1位点测试了SauCas9 DSB-SunTag-PE系统，实现了不同类型的编辑：
FrCas9-SunTag-PE：
利用舒桐医疗自主研发的高效高保真FrCas9，可突破NGG PAM序列限制。研究在AKT1基因的第9外显子成功插入了含终止密码子的短序列(GATGA)，精准编辑效率达20.29%。
这些结果展示了SunTag-PE系统的广泛兼容性和应用潜力，为基因编辑技术提供了更多选择。
工作机制探讨：双重增强效应
研究团队通过对比实验深入探讨了SunTag-PE系统的工作机制。结果表明，该系统的高效率源于两个方面：
GCN4-scFv的富集效应：通过对比含GCN4和无GCN4的系统，证实GCN4-scFv介导的蛋白质富集明显提高了编辑效率
可溶性RT的协同效应：研究发现，即使在缺乏GCN4的情况下，自由的scFv-RT也能实现与Split-PE相当的编辑效率
这种双重增强效应使SunTag-PE系统能够在分离递送的同时，保持甚至超越传统融合型PE的编辑效率。
舒桐医疗的技术体系：全方位基因编辑解决方案
作为基因编辑领域的专业企业，舒桐医疗构建了全面的基因编辑技术平台：
精准编辑平台：包括SunTag-PE系统在内的精准编辑工具
高效Cas9系统：包括FrCas9在内的高效基因编辑系统
安全性评估平台：集成AID-seq、GUIDE-seq、PEM-seq和扩增子测序
AAV递送系统：优化的双AAV递送平台
这些技术平台相互支持、协同发展，为基因编辑从研究到临床应用提供了完整的解决方案。
技术服务与合作：加速基因编辑应用
舒桐医疗基于SunTag-PE系统和其他核心技术平台，提供以下技术服务：
1、系统定制服务
靶点定制：根据客户需求设计针对特定基因位点的SunTag-PE系统
参数优化：针对不同应用场景优化pegRNA设计和编辑参数
验证服务：提供系统在多种细胞类型中的编辑效率验证
2、递送系统开发
双AAV系统优化：针对不同组织靶向性的AAV血清型选择和优化
递送效率评估：评估不同递送系统在体外和体内的效率
一体化解决方案：根据应用需求提供合适的递送策略
3、安全性评估服务
全面脱靶分析：利用多种互补技术全面评估脱靶风险
基因组稳定性评估：检测大片段缺失和染色体易位等
功能验证：评估编辑后细胞的功能完整性
结语
舒桐医疗的SunTag-PE系统为解决精准基因编辑的递送问题提供了新思路。这一技术通过模块化设计和优化配置，在保持高编辑效率的同时解决了递送限制，为基因治疗领域提供了新的技术选择。结合舒桐医疗的FrCas9系统和全流程安全性评估平台，这一技术进一步丰富了基因编辑的工具箱，有望加速基因治疗技术的临床转化。
我们期待与研究机构和企业建立合作，共同推动精准基因编辑技术的发展和应用。
关于舒桐
如需获得更多信息，请咨询我们：
电话：
400-6309596
18437963580（同微信）
企业官网：
http://www.generulor.com
产品订购/技术支持：
service@generulor.com