[注] VLP (Virus-Like Particle / ウイルス様粒子)；RNP (Ribonucleoprotein / リボ核タンパク質)
遺伝子改変マウスモデル（Genetically Engineered Mouse Models: GEMM）は遺伝子機能や疾患メカニズムの解明、治療戦略の開発、そして基礎研究を支える研究資源である。CRISPRゲノム編集技術はGEMM開発を革新したが、技術的な課題と効率性の限界が残っている。ソウル大学校と高麗大学医科大学を主とする研究チームは今回、CRISPR-VLP-Induced targeted Mutagenesis（CRISPR-VIM）戦略を確立し、VLPを送達した遺伝子編集因子のRNPと、マウス接合子とを共培養することで、物理的な操作や細胞損傷を必要とせずに精密なゲノム編集 (Cas9, CBE, ABE, 多重化)を可能なことを、実証した。
[注] ABE8e/sgRNAによる遺伝子編集とSpCas9/sgRNA-HDRを介したノックインの例をそれぞれ左下図と右下図に引用
[詳細]
Cas9ヌクレアーゼによる遺伝子編集から始まったCRISPRゲノム編集技術は、シトシン塩基エディター（CBE）やアデニン塩基エディター（ABE）といった正確なヌクレオチド変換を可能にし、さらに、塩基変換が拡張されかつ小さな挿入欠失も実行可能なプライムエディター（PE）へと、GEMMのツールボックスを拡充し続けてきた。
これまでのCRISPRベースのGEMMは、1細胞期受精卵（接合子とも呼ばれる）に、マイクロインジェクターまたはエレクトロポレーションを介して、CRISPRシステムのプラスミド、mRNA、またはRNPを接合子に直接マイクロインジェクションまたはエレクトロポレーションすることで、実現されてきた。この中では、オフターゲット編集が比較的少ないRNPがプラスミドやmRNAよりも安全とされている。しかし、多様なCRISPRシステムにおけるタンパク質精製の難しさから、RNPの応用範囲は限られている。さらに、RNPの物理的な送達は、特殊な技術と高価な機器を必要とし、さらに、胚に損傷を与える可能性がある。
ウイルス様粒子（VLP）は現在、ウイルスとの構造的類似性を有しながらウイルスの遺伝物質を欠くことから、ワクチンや薬物送達媒体として利用されています。これらの特性から、VLPは、先端バイオメディカルアプリケーションにおいて、遺伝子編集ツールを安全かつ効率的に送達する先駆的なキャリアとして注目を集めている。
CRISPR/Cas9、ABE、PEシステムに基づくマウス白血病ウイルス（MLV）由来VLPの研究では、VLPを細胞やマウスに送達することで、標的遺伝子を効率的に編集できることが実証されている [＊]。また、VLPを用いたGEMM樹立に関する研究では、Cas9-sgRNA RNP（nanoblade）を搭載したMLV様粒子をマウス接合子の囲卵腔にマイクロインジェクションすることで、GEMMを産生できることが報告されている [＃] 。しかし、マイクロインジェクションに由来する制約を伴っていた。
最近の研究で、哺乳類の透明帯は20～200nmのウイルスや最大250nmのナノ粒子を通過させることが示されていたことから、研究チームは100～150nmのVLPが透明帯を通過できると仮定し、共培養の最適化を経て [論文Fig. 1参照]、簡便で安全なCRISPR-VIM法を確立するに至った。
[VLP関連crisp_bio記事と論文]
- 2025-04-15 ウイルス様粒子（VLP）を改良して, Cas9, CRISPRa, BEおよびPEの送達効率ひいては編集効率を改善
- 2025-04-12 レンチウイルス様粒子を, Cas9ヌクレアーゼや塩基エディターといった遺伝子編集ツール送達のために最適化
- 2025-01-12 シュードウイルスNanoScribes粒子を用いたヒト幹細胞におけるプライム編集 (PE) のデリバリー
- [＊]2024-04-13 プライムエディター (PE)の生体内送達の課題を解決する人工のウイルス様粒子 (VLP) を作出
- [＊] 2024-01-13 治療用タンパク質の効率的な生体内送達を実現するウイルス様粒子 (VLP)を設計
- [＊] "Simultaneous engineering of natural killer cells for CAR transgenesis and CRISPR-Cas9 knockout using retroviral particles" Jo DH, Kaczmarek S, Shin O, Wang L, Cowan J, McComb S, Lee SH. Mol Ther Methods Clin Dev 2023-03-15.
- [＃]CRISPRメモ_2019/01/04 [第1項] Nanoblades: Cas9-sgRNAをフレンドウイルス 由来タンパク質を利用してナノ粒子として送達することで、初代細胞とin vivoでの効率的ゲノム編集を実現
[出典] "An innovative approach using CRISPR-ribonucleoprotein packaged in virus-like particles to generate genetically engineered mouse models" Jeong TY, Yoon DE, Kim SP, Yang J [..] Seeing JK, Kim K. Nat Commun. 2025-04-11. https://doi.org/10.1038/s41467-025-58364-7 [著者所属] Korea U College of Medicine, Seoul National U, Ewha Womans U, Korea Institute of Science and Technology (KIST), Max-Planck Institute of Biochemistry
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