香港中文大学 (CUHK) 医学院のHuating Wang教授とCUHK-Shenzhen-Boao International Hospital Joint Laboratory for Precision Medicine DiagnosticsのHao Sun教授が率いる研究チームは、Cas9を発現させたマウスにAAV9を介してsgRNAを送達する手法で、骨格筋幹細胞における機能ゲノミクス研究を続けてきましたが [＃]、今回、この"CRISPR-Cas9/AAV-sgRNA"システムによる生体内編集の体系的に解析しました。
その結果、生体内におけるCRISPR-Cas9 GEの結果を支配する一般的な規則は、試験管内で観察された規則とほぼ一致することが明らかになりました。
[以下、グラフィカルアブストラクト引用下図参照]
Cas9-sgRNAによるDNA二本鎖切断（DSB）からの修復の結果、まず、小規模な欠失と挿入が、マイクロホモロジー媒介末端結合（MMEJ）過程による修復と非相同末端結合（NHEJ）過程によるテンプレート挿入によって生成されていました。
加えて、標的部位において大規模な改変が広く発生していました。これには、マイクロホモロジー（MH）を特徴とする50 bp以上の欠失（large deletion：LD）や大きな挿入（large insertion：LI）が含まれていました。
特に、LIは外来性AAVベクターの組み込みだけでなく、内因性ゲノムDNA断片（Endo-LI）も含まれていました。Endo-LIは活性ゲノム領域から優先的に発生し、その組み込みは3Dクロマチン構造によって形成されていました。
NHEJおよびMMEJ修復経路の主要構成要素をin vivoで阻害することで、標的部位における大規模な改変の制御における主要構成要素それぞれの役割が特定されました。
今回得られた知見は、CRISPR-Cas9を用いた遺伝子治療の安全性を向上させるための貴重な指針を提供するものになりました。
[＃] 先行研究論文
- "CRISPR/Cas9/AAV9-mediated in vivo editing identifies MYC regulation of 3D genome in skeletal muscle stem cell" Liangqiang He, Yingzhe Ding, Yu Zhao [..] Hao Sun, Huating Wang. Stem Cell Reports. 2021-09-16/10-12.https://doi.org/10.1016/j.stemcr.2021.08.011
- "In Vivo Investigation of Gene Function in Muscle Stem Cells by CRISPR/Cas9-Mediated Genome Editing" Liangqiang He, Zhiming He, Yuying Li, Hao Sun, Huating Wang. Methods Mol Biol. 2023-03-31. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-3036-5_21
[出典] "In vivo systematic detection of the outcomes of CRISPR-Cas9-mediated DNA repair in skeletal muscle stem cells" Liangqiang He (1,2,4), Yang Fu (1,4), Ziliu Wang (1), Qin Zhou (1), Hao Sun (3), Huating Wang (1,2). Mol Ther. 2026-04-20. https://doi.org/10.1016/j.ymthe.2026.04.032
- Department of Orthopaedics and Traumatology, Li Ka Shing Institute of Health Sciences, The Chinese University of Hong Kong, Hong Kong SAR, China
- InnoHK Center for Neuromusculoskeletal Restorative Medicine, Hong Kong Science Park, Hong Kong SAR, China
- Department of Bioinformatics, Warshel Institute for Computational Biology, CUHK-Shenzhen-Boao International Hospital Joint Laboratory for Precision Medicine Diagnostics, School of Medicine, The Chinese University of Hong Kong (Shenzhen), Shenzhen, Guangdong, China
- These authors contributed equally.
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