Sci Transl Med | 王宇/洪佳旭团队开发"小王子"系统实现小分子药物协同控制的体内原位基因编辑

基因编辑治疗的安全性高度依赖对编辑时间的精准控制。美国FDA指出，核酸酶等编辑成分在体内持续活跃越久，脱靶编辑和染色体重排等非预期基因组改变的风险越高，因此建议将编辑成分的存续时间压缩到完成编辑所需的最短时长。然而，当前临床主流的编辑系统多依赖RNA或蛋白的自然降解来结束编辑，属于被动方式，难以通过外部信号主动决定编辑的启动与终止。如何用小分子药物对CRISPR系统实现主动、精准的时间控制，并兼顾体内原位治疗的效率与安全性，是该领域长期未能解决的问题。

Coordinated regulation using small-molecule drugs enables controlled therapeutic genome editing and enhanced genomic precision in situ

2026年5月27日，中国科学院深圳先进技术研究院王宇团队与复旦大学附属眼耳鼻喉科医院洪佳旭团队合作，在Science Translational Medicine期刊以封面论文形式在线发表题为"Coordinated regulation using small-molecule drugs enables controlled therapeutic genome editing and enhanced genomic precision in situ"的研究论文。该研究报道了核酸酶与向导RNA双组分均可被小分子药物诱导的PRINCE系统，以及适配单AAV载体体内递送的紧凑版本"Little Prince（小王子）"，实现了体内原位可控治疗性基因编辑。

南模生物为该研究提供了hVEGFA人源化小鼠模型（NM-HU-2000028）。

PRINCE系统实现核酸酶与向导RNA的协同诱导控制

以往诱导型CRISPR系统通常只控制编辑蛋白或只控制向导RNA单一环节，在长期表达条件下仍可能出现背景编辑活性。PRINCE系统的核心设计是双层协同控制：一方面通过小分子响应模块控制核酸酶蛋白能否进入细胞核，另一方面通过多西环素响应系统同步控制向导RNA的产生，只有在外部药物诱导下两套系统同时启动，编辑才真正发生。在人源细胞中，PRINCE构件稳定整合后历经长达两年的培养仍保持严格控制，无诱导剂时仅显示极低的背景活性，短暂暴露于诱导剂即可有效激活编辑。该设计原则具有广谱适用性，可从CRISPR-Cas9延伸至先导编辑器以及紧凑型可编程核酸酶，后者构成的平台即"Little Prince"。

"小王子"系统在两种疾病模型中实现体内原位治疗

面向体内应用，团队将Little Prince装载于单个腺相关病毒（AAV）载体进行原位递送。在高胆固醇血症人源化小鼠模型中，经AAV8递送、靶向肝脏人源PCSK9的Little Prince在药物诱导后，使血清总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇平均分别下降45%和47%。在新生血管性年龄相关性黄斑变性模型中，南模生物提供的hVEGFA人源化小鼠经激光诱导脉络膜新生血管后，Little Prince原位编辑使病灶面积与渗漏显著减少（P < 0.0001）。两类模型均实现了药物诱导下的可控治疗性编辑。

可控编辑显著降低脱靶活性

安全性方面，无论是PRINCE还是Little Prince，与持续表达型编辑系统相比，脱靶位点数量均显著减少、脱靶编辑频率明显降低，且这一优势不受核酸酶类型、递送方式或基因组靶点的影响。这表明主动的时间控制不仅能决定编辑的启停，也切实降低了非预期基因组改变的风险。

综上所述，此研究通过核酸酶与向导RNA双组分的协同诱导策略，建立了可实现主动时间控制的基因编辑平台，并在高胆固醇血症和新生血管性眼病两类人源化小鼠模型中验证了体内原位治疗的有效性与更低的脱靶活性。该工作为提升基因编辑治疗的安全性与精准性提供了新的可选路径，也为编辑系统向临床转化提供了参考。