碱基编辑技术，尤其是腺嘌呤碱基编辑器（Adenine Base Editor, ABE），近年来在基因治疗领域备受关注。其不造成DNA双链断裂（DSB），就能实现单个碱基精准改变的特性使其在心脏疾病等高风险器官中具有潜在优势。

然而，ABE编辑效率不仅受限于目标位点的序列特性，还受到染色质开放程度等因素的影响，导致其在临床应用中存在一定的不确定性。与此同时，由于ABE系统体积较大，难以包装进单个AAV载体，因此目前主要依赖双AAV协同递送，这就带来了剂量控制难、协同表达效率低等问题。

近期，北京大学郭宇轩教授团队联合安贞医院和协和医院等单位，在心血管研究权威期刊 Circulation Research （IF=16.5）发表了题为《ABE-Mediated Cardiac Gene Silencing via Single AAVs Requires DNA Accessibility》的研究论文，该研究选用结构紧凑的小型ABE系统（SauriABE），结合心脏特异性启动子Myl2，并利用Packgene提供的AAV平台，开发出可通过单AAV完成全流程递送与编辑的策略，集中解决心脏组织碱基编辑效率不稳、组织特异性差和载体限制等问题。该研究首次验证了单AAV递送小型ABE系统在心脏组织中实现高效、特异的基因沉默能力，并明确提出DNA可及性是影响编辑效率的关键因素。这一发现不仅为心脏疾病的基因疗法提供了可行方案，也为组织选择性编辑技术的发展提供了重要参考。

1、单AAV递送系统实现高效心脏基因沉默

研究团队构建的SauriABE与sgRNA7组合，在小鼠新生期注射后，仅7天即在心室组织中获得显著的编辑效率，并特异性作用于心脏组织。与肝脏等非靶组织相比，心脏中的编辑效率高出数倍，蛋白水平也表现出显著下调，表明该系统在心肌中具有良好的表达与作用效果（文章图1）。

文章图1. 心脏特异性腺嘌呤碱基编辑器（ABE）通过单个腺相关病毒（AAV）介导的基因沉默。A (a) Cas9信息及sgRNA筛选结果。 使用CRISPResso2进行扩增子测序分析。n=6个生物学重复。(b) 小鼠（Mm）与人类（Hs）之间的sgRNA比对，以及在HEK293T（人胚胎肾293T）细胞中的碱基编辑结果。B (a) 在不同器官中的编辑情况。(b) sgRNA7的碱基编辑比例分析及详细的心脏编辑结果。 C整合基因组浏览器（IGV）分析以及使用pyBigWig进行的ATAC/ DNase-seq的峰值强度分析。D (a) ABE/sgRNA7破坏了第7外显子（E7）与第7内含子（I7）连接处的5'剪接位点（5' SS），并插入了一个提前终止密码子。(b) 心脏RNA测序数据的Sashimi图，突出显示了E7到E8连接处的读取序列。 箭头指向覆盖E7到I7连接处的读取序列。(c) Western blot验证。 E (a) 单AAV和双AAV的设计。(b) 剂量-效应关系。 在双AAV组中，2个AAV以等量给药。(c) Western blot分析及定量。 F(a) 新生儿与成年个体中的碱基编辑。 AAV剂量：vg/g。 (b) 新生儿与成年心脏中的ATAC/DNase-seq信号强度。

2、sgRNA靶点选择与染色质开放性密切相关

通过对Camk2d基因多个起始密码子与剪接位点的sgRNA进行筛选，研究人员发现，sgRNA7在体内外均具有稳定的高活性。进一步利用ATAC-seq与DNase-seq数据分析发现，该sgRNA对应的基因区域在心脏组织中具有良好的染色质开放性，而在肝脏中则呈现关闭状态。这一结果首次在心脏碱基编辑中证实：染色质开放性是实现组织特异性编辑的关键影响因素。

3、单AAV优于双AAV的编辑效果

本研究同步构建了3种双AAV系统进行对照实验，结果显示：在相同剂量下，单AAV系统在编辑效率与蛋白沉默效果上均优于双AAV系统。

4、年龄依赖性限制：成人心脏染色质闭合抑制编辑效果

研究进一步比较了新生期与成年小鼠的编辑表现，结果显示：随着年龄增长，ABE在心脏中的编辑效率显著下降，且无法通过提高剂量克服。这与成人心脏组织中染色质普遍闭合状态密切相关，提示今后基因编辑策略需充分考虑目标组织的表观遗传特征。

总之，该研究通过构建精简化的ABE系统，结合PackGene高品质的AAV载体，首次实现了单AAV在体心脏组织中进行高效、特异、可控的碱基编辑与基因沉默。研究验证了染色质开放性作为组织选择性编辑的关键决定因素，并提出了新生期优于成人的窗口期策略。该研究为包括心力衰竭、心律失常在内的心脏疾病基因治疗提供了重要技术基础。

本研究用到的病毒载体如下：

派真生物有幸为以上研究提供AAV包装服务。