《European Journal of Pharmacology》：Precision Genome Editing Strategies for Enduring Lipid Lowering in Atherosclerosis
编辑推荐：
•动脉粥样硬化研究正从粗略的基因敲除转向精准编辑。•碱基编辑器和先导编辑器在不产生双链断裂的情况下精准靶向脂质基因。•靶向 PCSK9 和 ANGPTL3 可实现持久、一次性的降脂疗法。•精准编辑创建模拟人类致病变异的人源化模型。•优化的 LNP 和 AAV 提供高效的组织靶
• 动脉粥样硬化研究正从粗略的基因敲除转向精准编辑。
• 碱基编辑器和先导编辑器在不产生双链断裂的情况下精准靶向脂质基因。
• 靶向 PCSK9 和 ANGPTL3 可实现持久、一次性的降脂疗法。
• 精准编辑创建模拟人类致病变异的人源化模型。
• 优化的 LNP 和 AAV 提供高效的组织靶向基因递送。
章节片段 引言 动脉粥样硬化从根本上被定义为一种慢性的、脂质驱动的疾病，是全球心血管疾病发病率和死亡率的主要原因（Libby, 2021）。尽管他汀类药物和前蛋白转化酶枯草溶菌素/可欣型 9 (PCSK9) 抑制剂等传统疗法有效，但患者依从性差和残余风险等持续存在的问题促使人们寻求更明确的治愈性选择。因此，在此采用基因组编辑的理由
动脉粥样硬化的遗传和病理生物学基础 为了成功实施这些新的精准分子操作，治疗方案必须牢牢扎根于动脉粥样硬化的遗传和病理生物学基础。疾病结构受到复杂的多元风险档案和强大的致血脂异常单基因因素的显著影响，包括低密度脂蛋白受体 (LDLR)、载脂蛋白 B (APOB)、脂蛋白 (a) (LPA)、载脂蛋白 C-III (APOC3)、PCSK9 和 ANGPTL3 的基因调节关键的
基因组编辑平台的演变 应对单核苷酸变异和保护性功能丧失突变需要基因组编辑技术的重大进步，从粗糙工具过渡到精准分子仪器。经典的 CRISPR-Cas9 核酸酶开创了这一时代，它们利用 RNA 引导的 Cas9 产生双链断裂 (DSBs)，主要通过易错的非同源末端连接 (NHEJ) 途径修复 (Knott & Doudna, 2018)。尽管 Cas9 是有效的
经典啮齿动物动脉粥样硬化模型 在之前提到的精准分子技术出现之前，研究主要依赖传统的啮齿动物模型来阐明疾病机制。载脂蛋白 E (ApoE?/? )、LDLR?/? 以及复合敲除小鼠和大鼠历来是临床前动脉粥样硬化研究的主要模型 (Emini Veseli et al., 2017)。这些传统模型的主要优势在于其能够迅速产生严重的超脂血症表型和
体内 基因破坏以降脂尽管精准工程提供了复杂的变异分析框架，但动脉粥样硬化治疗性基因组编辑的基本概念验证基于直接的 体内 基因破坏。传统的 CRISPR-Cas9 核酸酶在成年小鼠中直接破坏关键脂质调节基因（特别是 ANGPTL3 和 PCSK9）方面取得了巨大成功。研究人员利用腺相关病毒等递送载体实现了有效的肝脏基因消融
碱基编辑的机制概述 将这些 体外 人类细胞发现转化为有效的治疗药物需要对碱基编辑机制有透彻的理解。胞嘧啶和腺嘌呤碱基编辑器 (CBEs 和 ABEs) 将缺陷型 Cas 核酸酶与脱氨酶结合，在精确、有限的编辑窗口内执行靶向 C 到 T 或 A 到 G 的转换 (Gaudelli et al., 2017)。尽管存在意外旁观者编辑邻近靶核苷酸的限制，但脱氨酶的复杂构建
先导编辑的基础 为了避免碱基编辑器固有的旁观者突变和有限的靶向窗口，研究人员正越来越多地利用先导编辑作为更灵活的精准仪器。先导编辑器的结构主要由 Cas9 切口酶和逆转录酶 (RT) 组成。该复合物由多功能先导编辑引导 RNA (pegRNA) 引导，该 RNA 同时识别基因组靶点并提供预期修饰的 RNA 模板 (Anzalone et al., 2019
病毒载体 解决前述递送障碍对于先导编辑和碱基编辑疗法的有效转化至关重要。重组 AAV 已成为靶向心血管和肝脏器官的首选病毒载体。AAV 载体在转导心脏和肝脏方面表现出卓越效率，提供了在有丝分裂后组织中持久、稳定转基因表达的显著优势，而无需重复治疗 (Wang et al., 2019)。然而，
安全性、脱靶效应和伦理考量 这些药物正在被靶向递送平台推向临床，但应解决内在的安全问题、脱靶危险和伦理考量。所有基因组编辑过程都包含固有风险，包括脱靶基因组切割、大结构缺失、复杂染色体重排、p53 通路激活和载体诱导的免疫原性。此外，精准工具有其局限性 (Kosicki et al., 2018)；例如，碱基编辑器是
转化景观和早期临床信号 在这一领域从全面的前期研究包发展到初步临床信号的过程中，驾驭这些严格的监管和伦理框架至关重要。证明 PCSK9 和 ANGPTL3 碱基编辑具有持续疗效和安全性的全面大型动物研究开启了重要的监管对话，并促进了早期阶段人类试验的启动，推进了风险因素基因疗法的临床概念 (Musunuru et al., 2021) (图 4)。这
动脉粥样硬化精准基因组编辑的未来方向 为了应对监测和剂量调整的临床挑战，下一项研究正转向多方面的技术进展。技术趋势日益集中在创建微型、高精度的编辑器，包括紧凑的 Cas-minis 和工程化脱氨酶，以及显著优化的工程化先导编辑引导 RNA (epegRNAs)，它们整合结构化 RNA 基序以减少脱靶效应并提高编辑效率 (Lu et al., 2026)。在
结论与展望 最终，实现这一预防性愿景在该领域建立了一个重要的范式转变，从无差别基因敲除转向针对特定人类等位基因的精准编辑，以实现动脉粥样硬化的准确疾病建模和治疗干预 (Packard & Rader, 2005)。这些干预措施的最终临床成功将取决于三个关键支柱，即工程化构建安全、高效的肝脏和血管递送向量；积累
CRediT 作者贡献声明 Swarnalata Garai: 撰写 – 初稿，形式分析。Devi Prasad Pandey: 撰写 – 初稿，概念化。Surendra H Bodakhe: 撰写 – 回顾与编辑，验证，监督，资源，调查，形式分析，概念化。Durlav Chowdhury: 撰写 – 初稿，调查，形式分析，数据管理，概念化。Nirdesh Singh: 撰写 – 初稿，调查，数据管理
未引用参考文献 Costa Verdera 等，2020 年；ewey 等，2017 年；Gaj 和 Schaffer, 2016 年；APOC3 功能丧失突变、甘油三酯与冠心病，2014 年；Nishiyama 等，2022 年；Von Scheidt 等，2016 年；Zhang 和 Karakikes, 2020 年。
数据可用性声明 本综述文章不包含在研究期间生成或分析的数据集。
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致谢 作者感谢印度中央邦比拉斯布尔古鲁·加西达斯大学药学系为完成这项工作提供了电子图书馆设施。
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