作为新兴技术,mRNA疫苗通过脂质纳米颗粒(LNP)将mRNA导入体内表达抗原蛋白,从而刺激机体产生特异性免疫反应。新冠肺炎疫情(COVID-19)爆发后,针对性的mRNA疫苗在多种疫苗类型中脱颖而出。与此同时,诸如自复制mRNA和circRNA等新型路线也逐渐走入大众视野,随着资本的大量涌入,circRNA技术迅速发展起来。
circRNA分子呈共价闭合环状结构,不含5’-Cap和3’-polyA结构,不易被RNase降解,具有较高的稳定性,因而大大延长了其半衰期,从而达到低剂量长时效的目的。此外circRNA因为不需要修饰核苷和加帽加尾等操作,所以还有相对简单的生产工艺优势。与mRNA相同,前期线性RNA的获得均来组线性化质粒的体外转录,而后根据其环化工艺的不同,circRNA的人工制备大致分为三个类型:I型内含子自剪切、Ⅱ型内含子自剪切和T4 RNA连接酶。大致流程如下:
在环化结束后,需要通过系列纯化手段对circRNA进行高纯度回收,由于不同环化方式的效率差异,RNase R的引入,有效去除未环化的线性RNA,从而达到纯化circRNA的目的。RNase R来源于大肠杆菌RNR超家族,是一种镁离子依赖性的3'—5'核糖核酸外切酶,可从3'—5'方向将RNA逐步切割成二核苷酸和三核苷酸。RNase R几乎能够消化所有线性的RNA,但不易消化环状RNA、套索结构RNA和3'端突出少于7个核苷酸的短双链RNA分子。通常用来消化线性RNA以富集circRNA或套索结构RNA。近岸蛋白经过系列验证,重磅推出高活性GMP级RNase R(目录号:GMP-E224)。GMP级产品采用药用规格原辅料生产,严格控制宿主核酸残留污染,符合GMP规范的产品生产与质量管理规程,保障生产过程及所有原辅料可追溯。
质量控制
应用实例
RNase R针对Total RNA、ssRNA及circRNA的消化实验,实验证明, RNase R可以消化绝大部分的总 RNA样品,完全消化ssRNA样品,对circRNA样品起到良好的纯化效果。
为了进一步验证RNase R对环状RNA无酶切作用,利用qPCR方式检测经RNase R(蓝色:近岸蛋白;绿色:对照品牌)消化后的总RNA样品中hsa_circKIF12a和hsa_circVapa基因的丰度变化,结果显示,与阴性组(橙色)相同,两个基因的丰度基本没有变化,而经RNase A(粉色)消化的样品中基因丰度明显下降,表明环状RNA耐受RNase R的消化。
随着序列设计的不断优化,环化工艺的进一步探索,伴随circRNA的各项技术壁垒也将会逐步打破。国外以ORNA Therapeutics和Laronde为代表,国内环码生物、科锐迈德、圆因生物等公司先后成立布局circRNA,越来越多的研发管线来满足临床治疗需求,circRNA未来可期。
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