分享一篇发表在Nature Biotechnology上的文章Endogenous ADAR-mediated RNA editing in non-human primates using stereopure chemically modified oligonucleotides。文章的通讯作者是来自美国Wave Life Sciences公司的首席技术官Chandra Vargeese。
利用内源RNA编辑酶来对细胞内RNAs进行编辑是一种有潜力的治疗方式。人体内ADAR家族酶催化A-to-I的变化，而在翻译过程中，I会被读为G，因此ADAR所介导的RNA编辑有潜力在RNA水平上逆转这些疾病的发生。但是很多利用ADAR酶的基因编辑方法仍然需要各种辅助输送装置来运送长链寡核苷酸，限制了在体内的编辑效果。而本文作者设计了名叫AIMers的化学修饰短链寡核苷酸，能够高效特异的实现内源转录物的A-to-I编辑。整体上，AIMers使用化学立体纯的基于磷酸胍的硫代磷酸（PS）或含氮基团（PN）作为不同核苷酸之间的修饰连接。他们首先评估了AIMers的RNA编辑效率，并从中发现化学立体纯的AIMers可以发生使用PS/PN连接能够增加ADAR1/2依赖性的编辑，在AIMers上不同区域的修饰以及整体长度的变化都会导致效率的变化。使用30mers的寡核苷酸，他们证明了全Sp PS修饰比随机手性的修饰产生更高的ADAR1介导的编辑，并在原代人类肝细胞中验证了这些立体纯的AIMers能够通过内源性ADAR酶在转录和不同序列中的不同位置进行定向编辑；在此基础上在特定位置掺入PN修饰连接会导致编辑效果进一步增加。此外，由于GalNAc修饰能够增加肝细胞中寡核苷酸的摄入，将该修饰引入到AIMer上，并发现编辑效率进一步增加，在此基础上增加PS修饰的立体性、合适的2-核糖修饰或者PN连接都可以增减编辑效果。作者使用siRNA发现内源酶中ADAR1 p110是介导立体纯AIMS在体内编辑的主要酶；而内源酶也能够支持三种不同AIMers同时定向编辑三个基因的转录本。接下来，作者在动物层面上进行试验。首先使用了不同的体外有效的包含PN连接的立体纯GalNAc-AIMers，发现它们在猴子上则能够在较长时间内实现较高（最高50%）的基因编辑，同时没有明显的肝毒性迹象。进一步使用RNA-seq来验证编辑的特异性，发现在体外立体纯AIMers的编辑特异性会高于立体随机性AIMers，在体内测试时AIMers也具有极高的基因编辑特异性。最后，作者利用由Z等位基因编码的SERPINA1证明了AIMers能够纠正RNA上的转录错误，从而增加肝细胞中正确的AAT蛋白的分泌。总之，作者设计了较短的带有立体纯修饰的AIMers能够利用内源ADAR酶进行高效特异的RNA编辑，在体内和体外有很好的应用前景。原文链接：https://www.nature.com/articles/s41587-022-01225-1文章引用：https://doi.org/10.1038/s41587-022-01225-1
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