全部中文署名，北京大学，1天3篇Cell正刊！
昨天夜间，国际学术期刊《细胞》（Cell）在线发表多篇论文，北京大学三项成果同期上线，完成“帽子戏法”。
北京大学生命科学学院/昌平实验室魏文胜教授团队与合作者，推动原创RNA编辑技术进入临床研究，探索杜氏肌营养不良症长期治疗新路径。..
北京大学生命科学学院/昌平实验室魏文胜教授团队，揭示内源RNA编辑酶识别规律，开发新一代RNA编辑技术LEAPER 3.0。
生命科学学院杜鹏教授课题组与合作者，首次在体外重现灵长类从全能样状态到早期器官发生的发育过程。
RNA编辑技术首次应用于罕见病治疗
杜氏肌营养不良症，简称DMD，是一种严重的遗传性肌肉疾病。
由于DMD基因突变，患者体内缺少维持肌肉正常功能的肌营养不良蛋白。患儿通常在儿童时期出现肌无力和运动能力下降，病情随后不断进展，最终可能因呼吸衰竭或心力衰竭危及生命。
DMD基因跨度超过220万个碱基，是人体最大的蛋白编码基因之一；目前发现的致病突变超过7000种，不同患者的突变类型差异很大。庞大的基因体量和复杂的突变类型，使DMD成为基因治疗领域最具挑战性的疾病之一。
北京大学生命科学学院魏文胜团队与合作者基于原创RNA编辑技术平台LEAPER，开发出一种RNA外显子跳跃疗法，并在DMD非人灵长类疾病模型和患者中，对其长期疗效与安全性进行了系统研究。
与直接修改DNA的基因编辑技术不同，LEAPER在RNA层面发挥作用。
研究人员设计特定的RNA分子，利用细胞内天然存在的RNA编辑机制，调控RNA加工过程，主动“跳过”发生异常的外显子，使细胞重新产生具有功能的肌营养不良蛋白。这一策略无需向细胞递送大型外源编辑蛋白，治疗系统更加精简，也有望降低外源蛋白引发免疫反应的风险。通过针对不同外显子进行设计，外显子跳跃策略理论上可以覆盖约80%的DMD患者。
研究团队将环状ADAR招募RNA通过AAV载体递送至DMD疾病模型猴体内。实验显示，仅需一次给药，即可使肌营养不良蛋白的恢复表达和治疗获益持续超过一年。接受治疗后，模型动物肌肉组织中的肌纤维坏死、炎症反应和纤维化程度均有所减轻，活动能力、步行距离、步幅及足跟着地情况得到改善。
在完成非人灵长类疾病模型验证后，研究团队进一步将候选药物LE051推进至临床研究。目前已有3名DMD患儿接受治疗。截至治疗后一年随访，患儿体内的外显子跳跃水平明显提高，并呈现剂量依赖性增加；肌营养不良蛋白表达得到恢复，多项运动功能评估指标呈现持续改善趋势，研究人员还观察到呼吸肌功能改善的积极信号。
LEAPER介导的外显子跳跃机制及其在DMD非人灵长类模型与患者中的应用
安全性是基因治疗研究必须回答的核心问题。截至目前，在接受治疗的非人灵长类疾病模型和患者中，研究团队未观察到与治疗相关的严重不良事件，也未发现明显的免疫毒性、器官损伤或其他系统性安全风险信号。
不过，当前接受治疗的患者数量仍然有限，现有结果仍需通过更长期随访和更大规模临床研究进一步验证。此次研究为RNA编辑治疗DMD的可行性和长期应用潜力提供了初步证据，也推动我国原创RNA编辑技术迈出了从实验室走向疾病治疗的重要一步。
北京大学/昌平实验室魏文胜教授、昆明理工大学陈永昌教授和季维智院士、上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心王纪文主任医师为论文共同通讯作者。郭文婷博士、唐慧贤博士、伊宗裔博士、张婷（博士研究生）、袁鹏飞博士和王翠锦医师为论文共同第一作者。来自北京大学、昆明理工大学、上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心、北京理珀生物科技有限公司等单位的研究人员共同参与完成了这项系统性转化研究。
RNA编辑工具再升级
2019年，魏文胜团队首次报道LEAPER技术，仅通过一条工程化设计的ADAR招募RNA，就可以调用细胞内天然存在的RNA编辑酶ADAR，实现可编程RNA编辑。
2022年，团队进一步开发LEAPER 2.0，将ADAR招募RNA改造为更稳定的环状结构，提升了编辑效率、作用时间和精准性。
此次发表的研究成果，首次系统揭示了内源RNA编辑酶ADAR识别双链RNA的关键结构规律，并据此开发出新一代RNA编辑技术LEAPER 3.0，显著提升RNA编辑效率、精准性和适用范围。该研究建立了基于结构机制指导的RNA编辑器理性设计框架，推动内源RNA编辑技术从经验优化迈向机制驱动的设计新时代。
研究团队利用AlphaFold 3构建ADAR1、ADAR2与双链RNA复合物的结构模型，并结合系统生化实验和高通量筛选，解析ADAR识别RNA的关键规律。研究发现，在ADAR与RNA相互作用的区域内，存在一段此前未得到充分认识、能够显著影响编辑活性的功能区段。通过在双链RNA的特定位置引入“凸起”结构，可以改变ADAR与RNA的结合和催化方式。
不同位置、大小和类型的凸起，具有不同作用。位于外部的凸起结构可以重塑ADAR对序列环境的偏好，提高传统难编辑位点的编辑效率；位于内部的凸起结构则能够限制ADAR的催化范围，抑制邻近位点发生不必要的旁位编辑。
基于这一规律，研究团队设计出具有双侧凸起结构的新型ADAR招募RNA——arRNAβ，并由此构建出新一代RNA编辑技术LEAPER 3.0。
如果把最初的LEAPER比作一条能够与目标RNA精准配对、招募编辑酶的“绳索”，LEAPER 2.0通过将其首尾相连，增强了稳定性；LEAPER 3.0则进一步在RNA结构上设置可编程的“绳结”，对ADAR的作用位置和范围进行更加精细的控制。
研究团队在杜氏肌营养不良症、Usher综合征和α-1抗胰蛋白酶缺乏症等疾病模型中，对LEAPER 3.0进行了验证。在需要进行单碱基精准编辑的α-1抗胰蛋白酶缺乏症相关模型中，LEAPER 3.0实现了约40%的持续性精准编辑，并显著改善了相关肝脏病理表型。
这项研究首次从结构机制层面系统解析ADAR与RNA的相互作用规律，建立了以RNA结构设计调控内源编辑酶的理性设计框架。RNA编辑工具的开发由此从高通量筛选和经验优化，进一步走向机制驱动的设计。
北京大学/昌平实验室魏文胜教授为论文通讯作者。宋德力、刘歌行、张巍、任纪武、靳宣宣、孙洋龙、易泽轩为共同第一作者。
重现灵长类早期发育
哺乳动物的生命始于受精卵。从一个细胞出发，胚胎经过卵裂、合子基因组激活和细胞命运决定，形成囊胚；着床之后，又将经历原肠运动和早期器官发生，一步步建立身体的基本结构。
近年来，科学家陆续建立了囊胚样结构、原肠胚样结构等体外模型，但这些模型大多只能模拟某个特定阶段。如何在体外连续呈现从生命起点到器官发生的发育过程，一直是该领域的重要挑战。
北京大学生命科学学院杜鹏教授课题组与合作者在Cell发表的研究成果，以食蟹猴全能性卵裂球样干细胞为起点，建立了一套可连续模拟灵长类早期发育的类胚胎培养体系。
研究团队首先优化培养条件，将食蟹猴多能干细胞重编程为全能性卵裂球样干细胞，简称cTBLCs。与传统多能干细胞相比，cTBLCs中的多能性相关基因被明显抑制，合子及2—4细胞阶段特异富集的基因则被广泛激活。实验结果显示，这类细胞同时具有向胚内和胚外组织发育的潜能，可以贡献到上胚层、滋养层和原始内胚层等细胞谱系，并在三维培养条件下自发形成囊胚样结构。
研究人员进一步发现，cTBLCs在形成囊胚样结构的过程中，会经过一个类似8细胞期至桑椹胚期的中间状态。这一状态伴随着细胞致密化和极性的建立，却没有激活经典的合子基因组激活相关基因。即便如此，这些细胞仍能够继续分化，形成多种早期细胞谱系。
这意味着，在该体外体系中，早期发育程序能够在未经历经典受精后基因组“重启”过程的情况下启动，为理解灵长类胚胎发育的调控机制提供了新的观察视角。
随后，研究团队对cTBLCs来源的类囊胚进行长期培养。
这些类胚胎逐步形成双层胚盘样结构，以及羊膜腔样、卵黄囊样和滋养层相关结构；此后出现原条样结构，进入三胚层形成阶段。经过进一步优化，类胚胎继续发育，胚体开始弯曲和折叠，并出现神经管样结构、区域化肠内胚层、迁移态原始生殖细胞样细胞、心脏中胚层，以及具有节律性搏动的心管样结构等早期器官发生特征。
单细胞测序及其与食蟹猴胚胎数据的整合分析显示，培养至第22—23天的类胚胎，整体上对应于食蟹猴胚胎的早期器官发生时期。
这项研究建立了一个贯通全能样状态、囊胚形成、着床后发育、原肠运动和早期器官发生的体外模型，显著拓展了现有灵长类胚胎模型的发育窗口，也揭示了一条不同于经典受精相关过程的早期发育启动路径。
北京大学生命科学学院/北大-清华生命科学联合中心/北京大学核糖核酸北京研究中心的杜鹏教授、中国科学院动物研究所焦建伟研究员为本研究的通讯作者。清华大学生命科学学院博士研究生郑薇，北京大学生命科学学院博士后彭冰和博士研究生陈子琳为本文的并列第一作者。北京大学前沿交叉学科研究院博士研究生黄康溦，生命科学学院博士研究生齐月尧和已出站博士后牛慧敏，申辉对本文有重要贡献。美国西南医学中心吴军教授为本研究提供了重要指导与帮助。
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