张锋创立的Editas公司发布基因敲入技术，助力开发新疗法

撰文 | 王聪

编辑 | 王多鱼

排版 | 水成文

尽管CRISPR-Cas基因编辑技术在基因敲除方面取得了重大突破，并深刻改变了基因编辑领域乃至整个生命科学的研究模式。

但CRISPR-Cas基因编辑技术通常是以破坏DNA的方式实现基因敲除的效果，该技术在实现高效基因敲入方面仍然面临重大挑战。

为了解决这一挑战，Editas Medicine开发一种名为SLEEK（SeLection by Essential-gene Exon Knock-in）的ZL技术，这一新技术能够以病毒载体或非病毒载体递送的方式实现高效基因敲入，还可以同时实现多达四种基因的敲入和稳定表达。

Editas Medicine 是CRISPR基因编辑先驱张锋教授等人于2013年创立的基因编辑公司，该公司于2016年在纳斯达克上市，也是世界第一家上市的CRISPR基因编辑公司。

2023年5月1日，Editas Medicine在Nature Biotechnology期刊发表了题为：A highly efficient transgene knock-in technology in clinically relevant cell types 的研究论文。

该论文展示了Editas Medicine的ZL技术SLEEK（SeLection by Essential-gene Exon Knock-in）在T细胞、B细胞、iPSC及NK细胞这些临床治疗相关细胞类型中的高效基因敲入实验数据。 该技术可以在基因组的特定位置 以接近100%的效率敲入功能性基因 ，这是在上述多种细胞类型中最高的基因敲入效率。

更重要的是，该研究进一步验证了通过SLEEK技术双重基因敲入了CD16和mbIL-15的iPSC分化的iNK细胞，在实体瘤小鼠模型中具有强大且持久的肿瘤清除能力。

该论文的通讯作者John A. Zuris博士表示， 很高兴分享SLEEK基因编辑技术的全面数据，相信SLEEK技术在基因编辑药物开发方面具有巨大的潜力。正如在论文中分享的那样，SLEEK技术可以在基因组的特定位置实现接近100%的功能性基因敲入，这可能会为下一代细胞治疗药物带来高效的多重基因敲入策略。

这项SLEEK技术是基于AsCas12a核酸酶开发的，这种工程化的核酸酶的非同源末端连接修复 （NHEJ） 编辑率很高且不会引入indel突变 （插入或缺失突变） ，从而使得高效基因敲入成为可能。

使用SLEEK技术，研究团队证明了使用质粒DNA模板在iPSC中的基因敲入效率超过90%，使用AAV6 DNA模板在B细胞、T细胞和NK细胞中的基因敲入效率在85%-95%之间。这几种重要的临床相关细胞类型中的实验数据证明了，基于病毒载体或非病毒载体的SLEEK技术均可实现高效基因敲入。

SLEEK基因编辑技术的原理图

为了验证SLEEK技术在生成iPSC分化的NK细胞（iNK）对实体瘤治疗的效果，研究团队使用SLEEK技术在iPSC的GAPDH位点敲入CD16和mbIL-15。然后将这些CD16-mbIL-15双重敲入的iPSC再分化为iNK细胞。敲入CD16能够增强抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（ADCC），而敲入膜结合白介素-15（mbIL-15）能够增加IL-15信号传导，从而增强iNK细胞的存活和扩增。

这些双重基因敲入的iNK细胞在体外和体内均显示出肿瘤杀伤能力和持久性的显著增加，研究团队将其归因于强内源性GAPDH启动子驱动了CD16和mbIL-15的高效表达。

总的来说，SLEEK技术可以在B细胞、T细胞、iPSC及NK细胞中实现高效 敲入基因，同时还能确保这些敲入基因的长期稳定表达。从这一点来看，SLEEK技术将促进基于基因编辑细胞疗法大幅改进，包括CAR-T和CAR-NK等。Editas 公司表示，相信SLEEK技术是实现下一代细胞治疗药物高效多重基因敲入的最佳方法。

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41587-023-01779-8

https://ir.editasmedicine.com/news-releases/news-release-details/editas-medicine-announces-publication-nature-biotechnology