超過一半的人類遺傳性疾病是由基因組的點突變引起的，但大量的遺傳性疾病尚無特效藥，CRISPR/Cas基因編輯技術的出現為該類疾病的治療提供了希望，尤其是基于CRISPR/Cas和各類脫氨酶開發的堿基編輯技術有望實現更為安全和精確的基因編輯。雖然CRISPR/Cas技術在疾病治療領域被大量應用，但主要都集中在DNA編輯，靶向RNA治療的研究相對較少。RNA編輯工具對轉錄本進行可逆的修正，可以減少使用DNA編輯工具導致基因組永久性改變（包括靶向及脫靶編輯）的潛在風險，因此，RNA編輯在疾病治療的安全性和臨床轉化方面更有優勢，探索RNA單堿基編輯器在疾病治療中的應用研究具有重要意義。目前尚無基于CRISPR/Cas13的RNA單堿基編輯技術應用于在體治療耳聾方面的研究報道。 

　　2022年7月20日，中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心（神經科學研究所）、神經科學國家重點實驗室、中國科學院靈長類神經生物學重點實驗室、上海腦科學與類腦研究中心楊輝研究組聯合復旦大學附屬眼耳鼻喉科醫院的舒易來研究員與李華偉教授團隊，以及臨港實驗室/上海腦科學與類腦研究中心胥春龍課題組在《Science Translational Medicine》期刊上聯合發表題為“Rescue of autosomal dominant hearing loss by in vivo delivery of mini dCas13X-derived RNA base editor”的最新研究進展，該研究將mxABE系統應用于肌球蛋白IV（MYO6）基因c.1325G>A p.C442Y突變導致的半顯性遺傳性耳聾小鼠模型的治療。 

　　MYO6蛋白主要表達在內耳的內、外毛細胞，其致病突變會引起常染色體顯性或隱性遺傳性耳聾，其中攜帶MYO6 p.C442Y突變的患者從兒童時期開始表現出漸進性聽力損失。MYO6 p.C442Y半顯性遺傳性耳聾小鼠模型，早期表現為高頻聽力丟失，隨著年齡增加逐漸失去全部聽力，同時內耳毛細胞從底圈開始丟失，纖毛形態和電生理功能異常。針對MYO6突變引起的遺傳性耳聾，目前尚缺乏安全、有效的預防和治療方法，不斷探索更安全、更高效的基因治療方法是遺傳性耳聾治療研究的重要方向。 

　　研究人員在體外針對MYO6 p.C442Y突變位點篩選并獲得了高效且特異的crRNA，向MYO6 p.C442Y新生小鼠耳蝸遞送AAV-mxABE治療體系后，通過二代測序、ABR/DPOAE、毛細胞電生理、掃描電鏡、免疫熒光等技術評估體內治療效果，發現mxABE RNA編輯系統成功增加了治療組的正常Myo6轉錄本豐度，提高了內耳毛細胞的存活率，糾正了靜纖毛的退化及毛細胞電生理功能指標，并成功改善了MYO6 p.C442Y小鼠的聽力，治療效果可持續3個月之久。此項研究展現了mxABE用于治療各類遺傳性疾病的巨大潛力，同時為將RNA編輯工具用于疾病的治療提供了概念驗證。

　　圖注：（A）mxABE介導的治療流程。通過途經耳蝸中階的方式注射AAV病毒向新生小鼠內耳遞送靶向Myo6^C442Y突變位點編輯的mxABE系統，然后在小鼠成長到9周齡和12周齡時分別進行聽力學功能檢測，包括聽性腦干反應（ABR）和畸變產物耳聲發射（DPOAE），同時對部分12周齡小鼠進行組織、形態學監測，包括免疫熒光染色觀察毛細胞存活數和掃描電鏡觀察毛細胞靜纖毛形態。（B）右耳接受mxABE治療的小鼠12周齡時聽性腦干反應（ABR）檢測結果。（C）組織學水平免疫熒光檢測右耳接受mxABE治療后12周齡時毛細胞存活情況，左右耳來自同一只小鼠，從上往下分別為耳蝸螺旋的頂圈、中圈和底圈，比列尺：50 μm。（D）毛細胞電生理學檢測。（E）掃描電鏡觀察小鼠耳蝸底圈毛細胞靜纖毛形態學。從左往右分別是野生型、右耳接受mxABE治療小鼠的左耳和右耳，左、右耳來自同一只小鼠。比列尺：低倍放大為5 μm，高倍放大為2 μm。   

　　值得一提的是自2016年科學家首次報道具有RNA核酸酶活性的Cas13a（也叫C2c2）可用于敲低靶向的RNA，Cas13b/c/d隨后相繼被發現。2017年基于PspCas13b與RNA腺苷脫氨酶變體（ADAR2dd*）融合開發的RNA單堿基編輯器問世。由于Cas13b蛋白較大，限制了其在體內疾病治療上的應用。2021年中科院腦智卓越中心楊輝研究組通過數據挖掘發現了兩類新的緊湊型Cas13蛋白，命名為Cas13X（也叫Cas13e）和Cas13Y（也叫Cas13f），大小在775~803個氨基酸[7]，并基于Cas13X.1開發了高效的迷你型RNA單堿基編輯器mxABE/mxCBE，尺寸僅有830個氨基酸，為Cas13及其衍生工具在體內的應用奠定了基礎。 

　　該工作由中科院腦智卓越中心楊輝研究員、復旦大學五官科醫院舒易來研究員、李華偉教授以及臨港實驗室/上海腦科學與類腦研究中心胥春龍研究員共同指導完成。中科院腦智卓越中心博士研究生肖慶全，復旦大學附屬眼耳鼻喉科醫院徐值姣、薛媛媛博士和臨港實驗室/上海腦科學與類腦研究中心胥春龍博士為論文的共同第一作者。復旦大學附屬眼耳鼻喉科醫院李耕林研究員、韓磊、王芳、韓雙，中科院腦智卓越中心劉元花副研究員、博士研究生張潤澤，輝大（上海）生物科技有限公司王興博士做出了重要貢獻。中科院腦智卓越中心劉志勇研究員、博士研究生孫雨薇、羅正南對耳蝸取材技術作了重要指導。該研究獲得國家基金委、科技部、上海市、中科院和臨港實驗室的資助。