CRISPR 基因編輯先驅(qū)亓磊創(chuàng)立的公司 Epic Bio 完成了5500萬美元的A輪融資，該公司計劃將迷你 CRISPR 系統(tǒng)（CasMINI）應(yīng)用于表觀遺傳工程，開發(fā)出更安全的人類遺傳疾病療法。

碩果累累的基因編輯先驅(qū)

提到亓磊（Lei S. Qi），可能很多人并不熟悉，但是他的研究成果大家并不陌生，早在2013年2月，亓磊首次證實 DNA 切割活性喪失的 Cas9（dCas9）可用于靶向 DNA 序列并調(diào)控基因表達【1】，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出了 CRISPRa（基于CRISPR的基因轉(zhuǎn)錄激活）和 CRISPRi（基于CRISPR的基因轉(zhuǎn)錄激活）。亓磊的這些研究將 CRISPR 基因編輯擴展到了表觀遺傳領(lǐng)域，能夠在不改變 DNA 系列的情況下調(diào)控基因表達。

亓磊，斯坦福大學(xué)副教授，1983年出生于山東省濰坊市，本科畢業(yè)于清華大學(xué)，在加州大學(xué)伯克利分校讀碩士期間師從諾貝爾物理獎得主朱棣文教授，碩士畢業(yè)后，在朱棣文教授的建議下，亓磊從物理學(xué)跨專業(yè)進入生物工程領(lǐng)域，跟隨 CRISPR 基因編輯先驅(qū)、諾貝爾化學(xué)獎得主 Jennifer Doudna 教授研究 CRISPR 基因編輯。

在 CRISPR 基因編輯領(lǐng)域，亓磊可謂碩果累累，他開發(fā)了一些列 CRISPR 工具，包括用于基因激活和抑制的 CRISPRa 和 CRISPRi，用于 DNA 和 RNA 實時成像的 LiveFish，用于在三維空間重組基因組的 CRISPR-GO，以及迄今為止最小的 CRISPR 系統(tǒng) CasMINI，超高效的 Cas12a 等等。

他的這些研究，極大地豐富了 CRISPR 工具箱，讓CRISPR基因編輯從“基因魔剪”變成了“瑞士軍刀”，大大增加了 CRISPR 基因編輯的應(yīng)用范圍。

史上最小CRISPR系統(tǒng)

CRISPR-Cas9 基因編輯技術(shù)自問世以來，就表現(xiàn)出無可比擬的優(yōu)勢，并深刻改變了基因編輯領(lǐng)域乃至整個生命科學(xué)的研究模式。然而，包括 Cas9 在內(nèi)的 CRISPR 系統(tǒng)的核酸酶往往具有較大的分子量，它們的巨大體積限制了向細(xì)胞內(nèi)的輸送，從而阻礙了臨床應(yīng)用。

例如，目前最廣泛應(yīng)用的體內(nèi)基因治療遞送載體——腺相關(guān)病毒（AAV），其對 DNA 片段的有效裝載能力不超過4.7kb，而許多 CRISPR 系統(tǒng)超過了這一大小。因此，迫切需要設(shè)計出高效、緊湊的 CRISPR-Cas 系統(tǒng)，以促進下一代基因組工程應(yīng)用。

2021年9月，亓磊團隊在 Molecular Cell 上發(fā)表了題為：Engineered miniature CRISPR-Cas system for mammalian genome regulation and editing 的研究論文【2】。

亓磊團隊在 Cas12f 的基礎(chǔ)上，設(shè)計出了一個全新的迷你 CRISPR 系統(tǒng)——CasMINI，CasMINI 蛋白僅529個氨基酸，不到 Cas9（1368個氨基酸）的一半，是迄今已知的最小 CRISPR 系統(tǒng)。

CasMINI 功能強大，可以實現(xiàn)高度特異性的基因編輯、單堿基編輯、基因調(diào)控（激活或抑制）、表觀遺傳編輯、成像，可用于體外和體內(nèi)的細(xì)胞工程及基因治療。而且，由于CasMINI 小巧玲瓏，可以通過 AAV 或 LNP 等各種遞送載體更高效地遞送載細(xì)胞內(nèi)。

在亓磊看來，CasMINI 就是一把功能豐富的瑞士軍刀，當(dāng)你已經(jīng)擁有了一把瑞士軍刀，又何必執(zhí)著于優(yōu)化一把稍顯笨重的剪刀呢？

亓磊表示，CasMINI 充滿希望，它將成為治療遺傳疾病、癌癥和逆轉(zhuǎn)器官退化的一種全新工具。將 CasMINI 與腺相關(guān)病毒（AAV）或脂質(zhì)納米顆粒（LNP）等遞送系統(tǒng)相結(jié)合，未來將發(fā)展出能廣泛應(yīng)用于人體基因編輯的臨床治療方法。

表觀遺傳編輯

2022年7月12日，Epic Bio 公司走出隱身模式，宣布完成了5500萬美元A輪融資，此輪融資將用于探索 CasMINI 在表觀遺傳學(xué)的應(yīng)用和治療潛力。

Epic Bio 首席執(zhí)行官 Amber Salzman 博士表示，公司的愿景是開創(chuàng)一類全新的基因藥物，用來治療目前尚無有效療法的疾病。

基于亓磊實驗室的研究成果，Epic Bio 公司開發(fā)了名為基因表達調(diào)控系統(tǒng)（GEMS）的表觀遺傳工程平臺，在不永久改變的 DNA 的情況下，提高或降低特定基因的表達，從而治療基因表達失調(diào)引起的遺傳疾病。

Guide RNA（gRNA）負(fù)責(zé)識別目標(biāo) DNA 序列，DNA 結(jié)合蛋白（例如Cas蛋白）結(jié)合目標(biāo) DNA 序列，調(diào)節(jié)劑可以以多種方式調(diào)控基因的表達，包括激活表達、抑制表達，或目標(biāo) DNA 序列上添加或去除表觀遺傳標(biāo)記。

Epic Bio 公司目前公布了5條研發(fā)管線，分別是：面肩肱型肌營養(yǎng)不良癥（FSHD）、雜合子家族性高膽固醇血癥（HeFH）、α-1抗胰蛋白酶缺乏癥（A1AD）、色素性視網(wǎng)膜炎4型（RP4）和色素性視網(wǎng)膜炎11型（RP11）。

其中面肩肱型肌營養(yǎng)不良癥（FSHD）是 Epic Bio 公司重點推進的研發(fā)項目，F(xiàn)SHD 是一種尚無治療方法的相對常見的肌營養(yǎng)不良癥，患者通常在20歲之前出現(xiàn)面部、肩胛骨和上臂肌肉無力。其致病原因是4號染色體上 D4Z4 區(qū)域的低甲基化導(dǎo)致 DUX4 基因的毒性表達（正常情況下，D4Z4區(qū)域超甲基化并抑制 DUX4 基因表達）。這種疾病非常適合使用基因表達調(diào)控系統(tǒng)（GEMS）進行治療。使用 GEMS 平臺，讓 D4Z4 區(qū)域重新甲基化，從而恢復(fù)對 DUX4 基因表達的抑制，糾正患者的致病原因，恢復(fù)肌肉組織穩(wěn)態(tài)。

目前，Epic Bio 公司已經(jīng)在體外實驗中證實了這種治療方法的可行性，并已經(jīng)開始了臨床試驗申請。