靶向自噬，精准基因编辑效率被提高了3倍

韩国化学技术研究院 (KRICT) 的 Hye Jin Nam 博士团队与首尔国立大学医学院的 Dong Hyun Jo 教授和 Sangsu Bae 教授合作发现，通过营养剥夺或 mTOR 抑制来诱导自噬可显著提高基于 HR 的 CRISPR-Cas9 基因编辑的效率，最高可达三倍。

　　

精准基因编辑对于治疗遗传疾病至关重要，因为它能够针对性地纠正特定突变。韩国研究团队在世界上首次通过诱导细胞自噬（一种自然发生的过程）显著提高了关键基因组编辑机制——同源重组（HR）——的低效率。

韩国化学技术研究院 (KRICT) 的Hye Jin Nam博士团队与首尔国立大学医学院的Dong Hyun Jo教授和Sangsu Bae教授合作，发现通过营养剥夺或抑制 mTOR 来诱导自噬，可显著提高基于 HR 的 CRISPR-Cas9 基因编辑的效率，最高可达三倍。该技术还在携带基因突变的患者来源细胞和活体动物模型中成功验证，标志着该方法在治疗应用方面迈出了重要一步。

CRISPR-Cas9 技术通过在 DNA 中制造双链断裂 (DSB) 来实现基因编辑。然而，大多数此类断裂是通过一种名为非同源末端连接 (NHEJ) 的易错过程进行修复的，这往往会引入非预期突变。相比之下，同源重组 (HR) 是一种更精确的 DNA 修复方式，但它发生的频率较低，这使得精准编辑变得困难。此前，为了增强 HR 活性，例如调节细胞周期或抑制 NHEJ，人们做出了许多尝试，但由于毒性较大且在不同系统间的兼容性较差，这些尝试受到了限制。

研究团队推测自噬可能促使HR通路的使用，而非易出错的修复途径，因此探究了其对基因编辑的影响。当自噬被触发时（无论是通过营养匮乏还是mTOR抑制剂治疗），基于HR的编辑效率在各种靶基因和DNA插入片段大小上都提高了1.4至3.1倍。相比之下，无法进行自噬的细胞则没有这种改善，这凸显了自噬在促进精准基因组修复中的重要作用。

即使是 CRISPR 的替代版本，例如切口酶 Cas9 (nCas9) 和死 Cas9 (dCas9)，在自噬条件下也表现出更高的编辑性能。这表明该策略可广泛适用于不同的基因编辑平台。进一步分析表明，自噬增强了 Cas9 复合物中 HR 相关 DNA 修复蛋白的积累，这可能有助于引导修复活动以获得更精确的结果。

在使用携带与听力损失相关的MPZL2基因突变的患者来源细胞进行的实验中，该方法使校正基因的表达提高了三倍。研究团队还在小鼠模型中测试了该方法。当在小鼠视网膜中进行基因编辑时，自噬诱导使编辑效率提高了约三倍。这证实了该策略不仅适用于培养细胞，也适用于活体生物体。

这项研究首次证明自噬能够提高人类细胞和动物模型中基因组编辑的准确性。该研究结果为基因治疗开辟了一条新的途径，提供了一种更安全、更有效的方法来精确地改写错误的基因序列。

Nam博士表示：“利用自噬来增强同源重组代表着一种突破性策略，可以克服当前基因编辑技术的关键局限性。”韩国基因编辑技术研究所所长Young-Kuk Lee补充道：“这一成果显著提高了基因组编辑的效率和安全性，标志着精准治疗领域的一个重要里程碑。”

该研究于2025年4月发表在《Nucleic Acids Research》（IF：16.7）上。

Autophagy induction enhances homologous recombination-associated CRISPR–Cas9 gene editing