Nature Biotechnology | 基因快递车再升级：研究人员破解精准投递超大包裹的秘密

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增强子和启动子在不同的AAV基因组中存在广泛的转录串扰 （Credit: Nature Biotechnology ）

破解"病毒拼图"的分子密码

要解开转录串扰之谜，传统检测手段力有不逮。研究团队创新开发了两种空间基因组学技术： AAV-Zombie 能像"病毒CT"般在完整组织中定位单个AAV基因组； SpECTr技术 则专门捕捉病毒基因的串联体（Concatemer）。

在神经元培养实验中，SpECTr首次动态展示了病毒基因组在细胞内的命运：注射后24小时内，超过60%的病毒DNA在细胞核内形成多聚体。这些串联体就像分子"拼图"，将不同病毒上的增强子和启动子物理连接，重现了天然染色体上"增强子-启动子"互作的空间构象。当使用DNA修复缺陷的SCID小鼠（Prkdcscid/scid）时，串联体形成减少78%，转录串扰效率随之暴跌，直接验证了分子拼图假说。

改写基因的"细胞狙击枪"

利用这种天然机制，研究人员设计了分体式基因编辑系统：一个病毒携带Cas9核酸酶（3.2kb），另一个装载Ple155增强子。在小鼠实验中，这种"分体快递"成功实现了浦肯野细胞的精准编辑。相比传统方法，靶向细胞编辑效率提升177倍，而非目标组织（如肝脏）的脱靶效应降低97%。

更令人振奋的是，这种策略无需转基因动物配合。在野生型小鼠中，仅通过系统性注射（Systemic administration）就重现了Cacna1a基因敲除的经典表型：接受编辑的小鼠出现运动失调（Ataxia），在狭窄横梁测试中失误率增加3倍，步态分析显示四肢协调性下降62%。而通过EEG监测发现，传统全身编辑会引发癫痫样放电，但分体式系统将异常放电控制在基线水平，展现出卓越的安全性。

从实验室到临床的"破壁"意义

这项发现正在改写基因治疗的规则手册：

超大基因装载： 将CRISPR激活系统（CRISPRa）、碱基编辑（Base editing）等"大块头"工具送入特定细胞

精准调控： 通过组合不同增强子，实现器官-细胞层级的精细调控

非人灵长类突破： 已有实验室用工程化AAV（AAV.CAP-B10）在猕猴脑内实现跨脑区编辑

临床转化捷径： 避免繁琐的转基因动物制备，直接使用普通实验动物

更令人期待的是，配合新开发的BBB穿透型AAV（如PHP.eB），未来或可实现单次注射治疗多脑区疾病。

改写生命密码的"安全锁"

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