Regeneron ISEF 2025 大奖：BMED083 - 靶向晶状体纤维化的新型信号通路

后囊膜混浊 (PCO) 是白内障手术的主要并发症，由上皮间质转化 (EMT) 引起。在本研究中，我研究了一类常用于治疗糖尿病的药物——二肽基肽酶 4 抑制剂 (DPP4i) 的机制作用，旨在通过靶向一种新的染色质重塑通路，开发一种针对 PCO 的概念验证基因疗法。我表明，DPP4 抑制剂通过增强 p38/MAPK 蛋白 (p<0.001) 来减弱 EMT，从而导致下游染色质拓扑结构的改变。值得注意的是，通过 Hi-C 测序，我发现 SNAI1 是通过与其主要增强子顺式分离而被抑制的，而 SMAD2 是通过区室移位而被抑制的。然而，本研究也表明 DPP4 抑制剂具有显著的眼部脱靶效应，这使得 DPP4i 疗法并非理想的长期治疗方案。为了改善这种情况，我开发了一种基于 CRISPR-Cas9 的概念验证基因疗法，该疗法通过插入 cHS4 绝缘子来靶向相同的新功能机制，同时避免了 DPP4 抑制剂的显著细胞毒性。初始体外脂质体转染显示出类似的 EMT 抑制效果，细胞活力提高了 20% 以上（p<0.01）。GUIDE-seq 证实了 gRNA 的脱靶活性极低。随后，我开发并提出了一种潜在的递送方案，即将 eSpCas9 构建体核糖核蛋白包装到透明质酸包被的抗体偶联脂质纳米颗粒中，以便在未来的小鼠研究中进行递送。我的结果揭示了晶状体中通过一种常见药物介导的新型信号通路，我随后利用该通路开发了一种预防白内障手术并发症的疗法。