2025年12月4日,北京大学生物医学前沿创新中心、北京未来基因诊断高精尖创新中心、北大-清华生命科学联合中心、北京大学生命科学学院魏文胜教授应邀为生命科学前沿课程开展讲座,其报告主题为从基因编辑到新前沿:细胞和基因治疗的发展。在本次报告中,魏文胜教授通过总结自己实验室的工作,围绕基因编辑技术的高通量筛选体系搭建、技术优化及临床转化展开了全面阐述,展现了从基础科研到疾病治疗的完整链路。
魏文胜教授团队首先设计了带有内置分子条形码(iBAR)的sgRNA,通过该sgRNA,团队可以在高MOI条件下进行高通量CRISPR筛选,从而能在提高筛选效率的同时,大幅度减少所需细胞的数量,使全基因组功能筛选的成本大幅度降低。
随后,团队在iBAR技术的基础上,利用胞嘧啶单碱基编辑器,通过慢病毒体系建立了细胞文库。随后,为了验证该筛选体系的有效性,团队以炭疽毒素和白喉毒素为研究模型进行了验证。这两类毒素需通过细胞表面受体进入细胞并杀伤宿主,若编码受体的基因被敲除,细胞则可存活。通过深度测序技术分析存活细胞的sgRNA序列及读数,就能依据读数频率对基因重要性进行排序,进而成功验证了该筛选体系的可靠性。
在临床转化层面,团队重点推进了细胞治疗与基因治疗的优化。在细胞治疗领域,针对通用型CAR-T细胞的免疫排斥和错误杀伤问题,通过全基因组CRISPR筛选发现了SPPL3基因。团队发现,敲除此基因可在细胞表面形成致密糖基化修饰层,从而通过三重机制实现免疫保护:其一,降低HLA-I分子暴露,削弱宿主T细胞的识别;其二,下调NK细胞活化配体,增强抵御宿主NK细胞杀伤的能力;其三,抑制Fas/FasL途径介导的细胞死亡。同时,SPPL3缺失的CAR-T清除靶肿瘤的效率均与未编辑的对照相当,证明了该方法的强大潜力。
在基因治疗领域,团队首创了基于内源ADAR酶的RNA编辑工具LEAPER,实现了靶向RNA中A-to-I的碱基转换。由于该技术无需引入外源编辑酶或效应蛋白,因此避免了由此引起的递送以及相关的免疫原性等问题。随后,通过将arRNA改进为环状RNA,成功提升了LEAPER的编辑效率与稳定性。后续功能试验表明,circ-arRNA可以成功激活Wnt信号通路,修复TP53基因中的致病突变使其表达的p53恢复转录调节功能。而使用AAV将circ-arRNA递送至Hurler综合征疾病模型小鼠体内,可以成功修复Idua致病突变并恢复IDUA的酶活。证明了该方法在基因治疗中的潜力。
此外,团队研发的环状RNA技术还成功开发出了全球首款环状RNA新冠疫苗,该疫苗兼具高安全性与广谱保护性,为核酸药物与疫苗研发提供了新思路。
魏文胜教授在基因编辑和环状RNA领域的一系列工作为该领域带来了一系列新方法和新认知,展现了基因编辑和环状RNA在临床治疗中的巨大潜力,未来也将争取更进一步,让这些技术能在临床中真正落地。