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Base editing of the HBG promoter induces potent fetal hemoglobin expression with no detectable off-target mutations in human HSCs

生物 发起人 造血 胎儿血红蛋白 干细胞 珠蛋白 转录因子 核酸酶 抄写(语言学) 祖细胞 遗传学 DNA 分子生物学 细胞生物学 基因表达 基因 胎儿 怀孕 语言学 哲学
作者
Wenyan Han,Hou-Yuan Qiu,S. F. Sun,Zhi-Can Fu,Guoquan Wang,Xiaowen Qian,Lijie Wang,Xiaowen Zhai,Jia Wang,Yichuan Wang,Yilin Guo,Guohua Cao,Rui-Jin Ji,Yizhou Zhang,Wei Wang,Hongsheng Wang,Mingli Zhao,Jing Wu,Lili Bi,Qiubing Chen,Zifeng Li,Ling Yu,Xiaozhou Mou,Hao Yin,Li Yang,Jia Chen,Bei Yang,Ying Zhang
出处
期刊:Cell Stem Cell [Elsevier]
卷期号:30 (12): 1624-1639.e8 被引量:9
标识
DOI:10.1016/j.stem.2023.10.007
摘要

Summary

Reactivating silenced γ-globin expression through the disruption of repressive regulatory domains offers a therapeutic strategy for treating β-hemoglobinopathies. Here, we used transformer base editor (tBE), a recently developed cytosine base editor with no detectable off-target mutations, to disrupt transcription-factor-binding motifs in hematopoietic stem cells. By performing functional screening of six motifs with tBE, we found that directly disrupting the BCL11A-binding motif in HBG1/2 promoters triggered the highest γ-globin expression. Via a side-by-side comparison with other clinical and preclinical strategies using Cas9 nuclease or conventional BEs (ABE8e and hA3A-BE3), we found that tBE-mediated disruption of the BCL11A-binding motif at the HBG1/2 promoters triggered the highest fetal hemoglobin in healthy and β-thalassemia patient hematopoietic stem/progenitor cells while exhibiting no detectable DNA or RNA off-target mutations. Durable therapeutic editing by tBE persisted in repopulating hematopoietic stem cells, demonstrating that tBE-mediated editing in HBG1/2 promoters is a safe and effective strategy for treating β-hemoglobinopathies.
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