Mol Cell 丨张锐团队开发可灵活裁剪RNA的新型RNA编辑技术，实现移码突变修复与新抗原生成

在生命科学领域，基因编辑技术的每一次革新都深刻影响着疾病治疗的未来。近年来，随着基因编辑技术的迅速发展，RNA编辑作为一种新兴的治疗方法，受到了科学界和产业界的广泛关注。与传统的DNA编辑相比，RNA编辑避免了对遗传信息的永久改变，具有可逆性和可控性，极大地提高了基因编辑技术的安全性。

目前，RNA编辑技术主要包括三种策略【1】：1.基于内源腺苷脱氨酶（ADAR）的单碱基编辑：通过将mRNA中的腺苷（A）转化为次黄嘌呤（I），实现对单个碱基的精确编辑。2.反式剪切：选择性地抑制突变外显子的剪切，并通过反式剪切将包含正常序列的RNA接入转录本，生成功能性蛋白。3.利用工程化改造的Type III CRISPR-Cas蛋白进行6nt倍数的片段删除，并结合细胞自身的修复机制，恢复正常的蛋白质表达。

相比于前两种RNA编辑类型，第三种编辑方式在2024年首次报道，尚处于萌芽阶段。更为重要的是，当前方法仅能靶向裁剪6nt倍数的序列【2】，因此作为一种RNA治疗方法，主要用于切除读码框的无义突变以修复无义突变。然而，其他一些靶向RNA的工具，如ADAR介导的单碱基编辑、工程化tRNA或可编程RNA假尿苷化修饰介导的无义突变通读，都可以在RNA水平上实现类似的修复，极大地限制了该方法的应用。

2025年2月19日，中山大学生命科学学院张锐团队在Molecular Cell上发表了题为“Type III CRISPR-mediated flexible RNA excision with engineered guide RNAs”的研究论文，报道了一项重要的技术突破——一种名为SCISSOR（Selective Cleavage and Intramolecular Stitching of RNA）的创新型RNA编辑工具，使我们首次能够在RNA层面进行灵活的裁剪和改变读码框。这一技术突破不仅填补了现有RNA编辑领域的空白，更为各类移码突变导致的遗传疾病和肿瘤免疫治疗提供了全新的解决方案。据悉，该研究成果也被选为Molecular Cell 3月6日出版当期的封面论文重点推荐。

SCISSOR工具的核心突破在于其独特的“凸起环”设计，这一创新性设计赋予了III型 CRISPR-Csm复合物在RNA编辑过程中前所未有的灵活性和多样性。传统上，CRISPR-Csm系统介导的RNA编辑中存在很大的局限性，只能以 6nt的倍数进行RNA片段的删除【2】。SCISSOR通过引入“凸起环”设计，让 Csm 系统突破6nt倍数限制，可对RNA进行任意长度小片段删除，并精准调整开放阅读框（ORF），实现移码突变的修复。

此外，研究团队通过合理设计改造gRNA，延长 gRNA 长度，显著提升了 SCISSOR 的编辑效果。同时，在 gNRA 上特定位点引入错配抑制非靶向切割，从而大大增加了产物的纯度。这使得 SCISSOR 介导的RNA编辑能够在更灵活、更广泛的范围内进行。

为了评估SCISSOR在修复移码突变中的治疗潜力，研究团队靶向了HEXA基因中的一个临床相关的移码突变。该突变是HEXA基因外显子11中一个4个碱基（TATC，1278ins4）的插入突变，是引起泰-萨克斯病（TSD）最常见的突变，约占所有TSD病例的80%。研究中，团队首先原位构建了具有该突变的细胞模型，而后利用SCISSOR成功修复了该移码突变。由于编辑产物与正常蛋白具有若干个氨基酸的差异，研究还验证了 SCISSOR 编辑后的产物仍然具有正常蛋白 40% 的酶活性，展现了其在遗传疾病治疗中的巨大潜力。这也是首次通过RNA切割的方式直接修正蛋白编码基因的致病移码突变。

SCISSOR的独特能力不仅限于“修复”，还可通过人为引入移码突变，因此，SCISSOR技术在癌症免疫治疗中的应用也显示出其独特的潜力。通过SCISSOR平台，研究人员能够靶向肿瘤高表达或者特异表达的促癌基因引入移码突变，生成具有高度免疫原性的多肽，这些多肽能够激活免疫系统，针对肿瘤细胞进行精准攻击。研究中，团队利用SCISSOR平台对内源性TCERG1和RNF43基因的RNA编辑，成功在细胞层面上生成具有免疫原性的新抗原，验证了其在癌症治疗中的应用前景。

总的来说，SCISSOR技术作为一种创新的RNA编辑平台，其灵活性使其成为首个真正意义上的‘RNA手术刀’，为精准调控遗传信息传递提供了前所未有的工具。它不仅填补了现有RNA编辑领域的空白，也为各类移码突变导致的遗传疾病和肿瘤免疫治疗提供了全新的解决方案。虽然面临一些技术挑战，但随着研究的持续推进，SCISSOR有望成为RNA编辑领域的核心技术之一，为基因治疗、肿瘤免疫治疗等领域带来前所未有的突破。

张锐团队研究生孙远帆、吴英尹、何梓华、王燚莹及侯文豪为该论文的并列第一作者，张锐为通讯作者，张锐团队研究生曹勇、周琪皓也对本工作做出贡献。

https://doi.org/10.1016/j.molcel.2025.01.021

参考文献

1. Leslie, M. Edit (not kill) the messenger. Science 386, 368–371 (2024).

2. Nemudraia, A., Nemudryi, A. & Wiedenheft, B. Repair of CRISPR-guided RNA breaks enables site-specific RNA excision in human cells. Science 384, 808–814 (2024).

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