CRISPR-Cas3による新たなin vivoゲノム編集技術を開発~モデルマウスの肝臓でトランスサイレチン遺伝子の特異的欠失に成功~

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2026-01-08 東京大学

東京大学医科学研究所の真下知士教授らは、CRISPR-Cas3をmRNAとして脂質ナノ粒子(mRNA-LNP)に搭載し、マウス肝臓でin vivoゲノム編集を行う新手法を開発した。ATTR原因遺伝子TTRを標的に一回投与で血中TTRを約80%低下させ、心臓でのTTR沈着とマクロファージ浸潤も抑制した。Cas3は主に一方向へ広範囲欠失を起こし、隣接遺伝子への影響が小さく、詳細解析でもオフターゲット変異は検出されない安全な編集プロファイルを示した。対照のCas9ではインフレーム変異に由来するアミロイド化リスクがある変異TTRが検出されたが、Cas3では異常タンパク質は確認されなかった。より確実で安全なin vivo遺伝子治療の新選択肢として臨床応用が期待される(Nature Biotechnology、2026年1月5日公開)。

CRISPR-Cas3による新たなin vivoゲノム編集技術を開発~モデルマウスの肝臓でトランスサイレチン遺伝子の特異的欠失に成功~
CRISPR-Cas3 mRNA-LNPによるマウスin vivoゲノム編集

<関連情報>

トランスサイレチンアミロイドーシスのマウスモデルにおける標的欠失のためのCRISPR-Cas3ベースの編集 CRISPR–Cas3-based editing for targeted deletions in a mouse model of transthyretin amyloidosis

Saeko Ishida,Yusuke Sato,Keisuke Chosa,Eri Ezawa,Yuko Yamauchi,Masaaki Oyama,Hiroko Kozuka-Hata,Rina Ito,Rikako Sato,Masatoshi Maeki,Tomo-o Ishikawa,Kenichi Yamamura,Kohei Takeshita,Kensuke Yamaguchi,Yuta Kochi,Fumitaka Hashiya,Yiwei Liu,Naoko Abe,Hiroshi Abe,Yoshiki Sekijima,Kazuto Yoshimi & Tomoji Mashimo
Nature Biotechnology  Published:05 January 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41587-025-02949-6

Abstract

CRISPR–Cas3 represents a mechanistically distinct genome-editing system compared to Cas9 that generates long-range deletions rather than small indels, thereby reducing the risk of residual protein function from in-frame mutations. Here we evaluated CRISPR–Cas3 to correct mutations in the TTR gene causing transthyretin amyloidosis, a systemic proteinopathy where loss of mutant TTR in the liver offers therapeutic benefit. Through CRISPR RNA optimization we achieved 58.9% ± 0.5% editing at the TTR locus in vitro, inducing large deletions that abolished TTR expression. Cas3 generated mostly directional deletions up to 75 kb without reproducible off-target mutations, in contrast to Cas9, which induced indels at several off-target sites. In vivo, a single lipid-nanoparticle-based treatment achieved 48.7% ± 1.1% hepatic editing and reduced serum TTR levels by 80.1% ± 4.6%. Deletion size was limited to 21 kb. In TTR exon-humanized mice, Cas3 editing reduced serum TTR without in-frame mutations and attenuated macrophage-associated TTR deposition. These findings highlight Cas3 as an efficient and distinct sytem for in vivo genome editing.

細胞遺伝子工学
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