環(huán)狀RNA在疫苗研發(fā)、細(xì)胞治療中的研究及應(yīng)用

一、環(huán)狀RNA的研究背景
隨著新冠病毒的全球流行，針對(duì)性的mRNA疫苗在多種疫苗類型中脫穎而出。與此同時(shí)，諸如自復(fù)制mRNA和circRNA等新型技術(shù)路線也逐漸走入大眾視野，隨著資本的大量涌入，circRNA技術(shù)迅速發(fā)展起來(lái)。

環(huán)狀RNA（circRNA）是一類特殊的非編碼RNA分子，circRNA分子呈封閉環(huán)狀結(jié)構(gòu)，不受RNA外切酶影響，表達(dá)更穩(wěn)定，不易降解。circRNA不具有5'末端帽子和3'末端poly(A)尾巴，通過(guò)外顯子環(huán)化或內(nèi)含子環(huán)化，將3'和5'末端連接起來(lái)形成完整的環(huán)形結(jié)構(gòu)，避免被核酸外切酶降解，因而比線性RNA更穩(wěn)定，更具有保守性。

CircRNA 研究大事件

二、環(huán)狀RNA研究及應(yīng)用
1.環(huán)狀RNA在疾病方向上的研究
2022年6月27日，漢諾威醫(yī)學(xué)院Thomas Thum和Christian Bär團(tuán)隊(duì)在European Heart Journal(IF 35.855)發(fā)表文章人工制備的Circ-INSR模擬物在體外轉(zhuǎn)錄后，對(duì)阿霉素誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞DNA損傷顯示出強(qiáng)烈的心臟保護(hù)作用。

circRNA體外制備技術(shù)不僅僅應(yīng)用于制備方法學(xué)和產(chǎn)物免疫原性探索，這篇文章將其首次應(yīng)用于基礎(chǔ)科研，加速推動(dòng)了circRNA基礎(chǔ)研究的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用。

2.環(huán)狀RNA在疫苗研發(fā)中的應(yīng)用
2022年3月31日，北京大學(xué)魏文勝團(tuán)隊(duì)在Cell在線發(fā)表論文，該研究報(bào)告了一種circRNA疫苗，通過(guò)表達(dá)S蛋白的三聚體RBD，誘導(dǎo)有效的中和抗體和T細(xì)胞免疫反應(yīng)，在小鼠和恒河猴中提供針對(duì)變種SARS-CoV-2的強(qiáng)大保護(hù)。

2022年3月31日，北京大學(xué)魏文勝團(tuán)隊(duì)在Cell在線發(fā)表論文，該研究報(bào)告了一種circRNA疫苗，通過(guò)表達(dá)S蛋白的三聚體RBD，誘導(dǎo)有效的中和抗體和T細(xì)胞免疫反應(yīng)，在小鼠和恒河猴中提供針對(duì)變種SARS-CoV-2的強(qiáng)大保護(hù)。

3.環(huán)狀RNA在細(xì)胞治療中的應(yīng)用
Orna Therapeutics公司在今年美國(guó)細(xì)胞基因治療行業(yè)會(huì)議上公布了一項(xiàng)最新的研究結(jié)果：無(wú)需將T細(xì)胞取出體外，利用LNP遞送環(huán)狀RNA，向T細(xì)胞中引入抗原嵌合受體（CAR）編碼核酸，小鼠體內(nèi)的癌細(xì)胞即被成功清除。這是環(huán)狀RNA首次在體內(nèi)研究中展現(xiàn)疾病治療潛力。

環(huán)狀RNA研究及應(yīng)用方向

三、Absin環(huán)狀RNA合成工藝流程
目前，有三類常用的環(huán)狀RNA人工制備方法，包括Ⅰ型內(nèi)含子（T4 bacteriophage或Anabaena）自剪切、Ⅱ型內(nèi)含子自剪切和T4 RNA連接酶方法。Absin合成工藝流程如下：

四、環(huán)狀RNA特點(diǎn)
相比較線性mRNA,環(huán)狀RNA因其具有更加穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生的蛋白水平更高且體內(nèi)維持時(shí)間更長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，使之有望解決線性mRNA藥物開(kāi)發(fā)過(guò)程中所面臨的各種技術(shù)挑戰(zhàn)。當(dāng)前，環(huán)狀RNA的藥物研究與開(kāi)發(fā)日益成為科研領(lǐng)域和醫(yī)藥領(lǐng)域的新熱點(diǎn)，然而，限制環(huán)狀RNA工業(yè)應(yīng)用的主要問(wèn)題是其極其難以制備和純化，特別是高純度的大規(guī)模制備尤為困難。

基于獨(dú)家的環(huán)狀RNA純化色譜技術(shù)，我們?cè)谖墨I(xiàn)報(bào)道的基礎(chǔ)上高度特化了環(huán)狀RNA的關(guān)環(huán)反應(yīng)，且開(kāi)發(fā)出液相色譜型“Endless Column Χ Endless RNA“系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了環(huán)狀RNA反應(yīng)目標(biāo)產(chǎn)物與其線性前體的工業(yè)級(jí)分離純化，分離度達(dá)到基線分離（R大于2.0）的標(biāo)準(zhǔn)。“Endless Column Χ Endless RNA“系統(tǒng)能夠極大節(jié)約環(huán)狀RNA的生產(chǎn)成本，顯著縮減環(huán)狀RNA的制備周期，助力環(huán)狀RNA的工業(yè)級(jí)生產(chǎn)。

線性eGFP 與環(huán)狀eGFP 轉(zhuǎn)染熒光對(duì)比圖

線性eGFP 與環(huán)狀 eGFP 熒光強(qiáng)度對(duì)比圖