背景と課題
内耳へのゲノム編集（RNP複合体の送達）には、AAVベクターの容量制限（~4.7 kb）や長時間発現によるオフターゲットリスク、脂質ナノ粒子（LNP）の内耳における忍容性の問題がありました。
そこで安全で生体適合性の高い細胞外小胞（EV）の活用が期待されていますが、大型のRNPをEVへ効率的かつ損傷なく封入する技術が乏しい点が大きな壁となっていました。
新型電気穿孔システム「μDES」の開発
研究チームは、連続流の微小液滴生成と低電圧パルスを組み合わせたハイスループットなプラットフォーム「μDES（microfluidic droplet–based electroporation system）」を開発し、この課題を克服しました。
- 高効率・大容量：従来のバルクエレクトロポレーションに比べ、EVへのRNP封入効率が10倍、処理スループットが1,000倍以上に向上。
- EVの品質維持：微小液滴内でミリ秒単位の低電圧パルスをかけるため、発熱（ジュール熱）によるEVの構造破壊や表面変性を防ぎ、安定性を維持。
実証実験（Myo7a変異マウス）
μDESで作製したRNP封入EV（RNP-EV）を、ヒトにおける非症候性のMYO7A 関連DFNA11難聴に相当するMyo7a<WT/Sh1>モデルマウス（成熟期（4週齢））の内耳へ、後半規管投与経路により送達しました。この手法により、組織への侵襲が最小限に抑えられました。
- 病原アレルMyo7a<Sh1>を選択的にノックダウン：難聴の原因となる変異型Myo7aSh1 mRNAの発現が有意に減少しました。
- 聴力の回復：聴性脳幹反応（Auditory Brainstem Response）測定において、未処置の耳やEVのみを投与した対照群と比較して、聴力回復が確認されました。
- 高い安全性：目的外のオフターゲット変異は極めて低く、内耳への毒性も観察されませんでした。
こうして、AAVの容量制限を回避し、非ウイルス手法で内耳細胞へ遺伝子編集ツールを安全・高効率に届ける概念実証が達成されました。
今後の展望
今後の展望
著者らは、「28日後における完全な状態のsgRNAや70日後におけるRNPの保持率低下という結果は、本プラットフォームの長期的な有用性を高め、トランスレーショナル開発を推進するために、製剤の安定性や保存条件をさらに最適化する必要があことを示唆している」としています。
また、「臨床応用に向けては、非ヒト霊長類やヒト内耳オルガノイドを用いた前臨床評価を含め、GMP（医薬品の製造管理及び品質管理の基準）に適合したRNP搭載EVをμDESから開発するためのさらなる研究が必要」としています。
その上で、「こうした課題はあるものの、μDESを用いて作製されたRNP搭載EVは、遺伝子編集治療薬の送達手段として有望です。また、遺伝子編集因子に限らず様々なペイロードをEVによって送達できる可能性も示しています」と結論づけています。
出 典
"Extracellular vesicle-mediated gene editing for the treatment of nonsyndromic progressive hearing loss in adult mice" Xiaoshu Pan (1,5), Peixin Huang (2,5) [..] Mei He (1,6) [+10]. Sci Transl Med 2025-11-12. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.adn3993
- College of Pharmacy, Department of Pharmaceutics, University of Florida, Gainesville, FL 32611, USA.
- Department of Otolaryngology, Head and Neck Surgery, University of Kansas School of Medicine, Kansas City, KS 66160, USA.
- Department of Medicinal Chemistry, Center for Natural Products, Drug Discovery, and Development, University of Florida, Gainesville, FL 32610, USA.
- Department of Otolaryngology, Hannover Medical School, 30625 Hannover, Germany.
- Contributed equally
- Corresponding author.
crisp_bioメモ
crisp_bioブログでは2026年8月16日に「なぜ非ウイルス性ゲノム編集の効率は上がらないのか？」と題する記事にて「...、特に、内耳 [＃19]、網膜 [＃20]、脳ニューロン [＃21] などの敏感な感覚組織、有糸分裂後の組織において、安全かつ効率的な送達法を介して、生体内（in vivo） で治療レベルの編集を達成することは依然として手強い課題です。」と記していました。
しかし、出典のNature Communications 誌掲載論文ではbioRxivプレプリントとされていた[#19] が、2025年にScinece Translatonal Medicine 誌から査読論文として刊行されていたことに気づき、[#19] の成果をここに記録に残すことにしました。
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