ゲノム編集の安全性を徹底検証 ―LNPの優位性と新たな評価法を確立―

ad

2026-06-16 京都大学iPS細胞研究所

京都大学iPS細胞研究所(CiRA)と武田薬品工業の共同研究グループは、CRISPR-Cas9ゲノム編集における脂質ナノ粒子(LNP)の安全性を実証するとともに、予期しない変異(オフターゲット変異)を高精度に検出する新たな評価法を開発した。研究では、デュシェンヌ型筋ジストロフィー治療を想定し、マウス筋組織でLNPとAAVウイルスベクターを比較した結果、AAVでは編集部位にウイルスDNA断片が高頻度で挿入されたのに対し、LNPでは外来遺伝子の組み込みがほぼ認められず、繰り返し投与後も安定した編集効率を維持した。さらに、正常ヒトiPS細胞を用いて全ゲノムシーケンス解析を実施し、コンピュータ予測、CIRCLE-seq法、独自開発の「欠失挿入クラスター法」を組み合わせた多階層評価手法を構築した。その結果、ゲノム編集に由来する高信頼性のオフターゲット候補11カ所を特定し、自然発生変異との識別にも成功した。本成果は、ゲノム編集治療の安全性評価基盤を大きく前進させるものであり、筋ジストロフィーをはじめとする遺伝性疾患の治療開発や再生医療における安全なゲノム編集技術の実用化を加速すると期待される。

ゲノム編集の安全性を徹底検証 ―LNPの優位性と新たな評価法を確立―
Fig. 1 マウス骨格筋においてLNPは二回投与でも効率が落ちず、配列挿入も少ない

<関連情報>

CRISPR-Cas9ゲノム編集の脂質ナノ粒子送達によるオンターゲットおよびオフターゲット変異誘発の包括的評価 Comprehensive assessment of on- and off-target mutagenesis via lipid nanoparticle delivery of CRISPR-Cas9 genome editing

Youichi Naoe ∙ Naoko Fujimoto ∙ Yukimasa Makita ∙ Dongyang Li ∙ Naoto Inukai ∙ Akitsu Hotta
Molecular Therapy: Nucleic Acids  Published:May 20, 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.omtn.2026.102958

Abstract

Ensuring the safety of CRISPR-Cas9 genome editing requires comprehensive assessment of off-target mutagenesis, particularly for therapeutic applications under regulatory review. DNA-free lipid nanoparticle (LNP) delivery is expected to minimize insertional risks compared to adeno-associated virus (AAV) vectors, but experimental validation has been limited. Here, on-target amplicon sequencing in mouse muscle demonstrated insertions largely derived from host genomic sequences, with no detectable AAV or transgene integration. Benchmarking 13 in silico prediction tools identified Cas-OFFinder as the most sensitive, though precision remained low, and correlation with in vitro CIRCLE-seq data was modest. To strengthen off-target detection, we employed karyotypically normal human iPSCs and developed an “indel cluster” method using high-depth whole-genome sequencing, enabling discrimination between clustered genome editing-induced indels and background variants. Integration of in silico predictions, CIRCLE-seq cleavage sites, and in cellulo WGS clusters yielded 11 high-confidence off-target candidates, predominantly associated with one gRNA. While sensitivity was maximized, reproducibility across conditions remained limited, and many candidate sites overlapped repetitive or low-mappability regions. Our multilayered framework demonstrates both the utility and current limitations of off-target risk assessment, providing a practical foundation for the safety evaluation of genome editing therapies.

細胞遺伝子工学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました