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ホームペー > モダリティ > 核酸 > 環状RNA (circRNA)
環状 RNA (circRNA) は、1979 年に非コード RNA として初めて発見されました。転写されたcircRNAがショウジョウバエで発見されたのは2015年になってからであり、これが治療および予防目的でのin vitroでのcircRNAの研究につながった。
circRNA は自己拡張型であるため、5' キャップや 3' ポリ A テールなどの従来の構造を持ちません。この構造により、それらはより安定し、RNase R などのエキソヌクレアーゼに対する耐性が高まります。
circRNA 合成のテンプレート DNA には通常、内部リボソーム エントリー サイト (IRES)、オープン リーディング フレーム (ORF)、およびインビトロ循環に重要なその他の部位が含まれます。たとえば、セルフスプライシングによってcircRNAを調製するために、ホモロジーアーム、3'イントロン、3'エクソン、IRES、ORF、5'エクソン、および5'イントロンで構成されるインビトロ転写物（IVT）テンプレートとしてプラスミドを設計しました。方法。
内部リボソーム侵入部位 (IRES) は、cirRNA の翻訳において重要な役割を果たします。脳心筋炎ウイルス (EMCV) IRES、コクサッキーウイルス B3 (CVB3) IRES、ヒトライノウイルス B3 (HRV-B3) IRES、およびその他の IRES は、cirRNA のインビトロ合成の翻訳に一般的に利用されています。
circRNA 線状前駆体の in vivo 環化は、通常、化学的、酵素的、およびリボソーム媒介の自己複製経路を介して、circRNA 合成における重要なステップを提供します。 1988年に誕生したcircRNA生成の化学的アプローチは、この分野のマイルストーンとして知られていますが、高コスト、低収率、多量の副産物、そして環化にのみ適しているという事実のため、現在では使用されていません。最大 70 ヌクレオチド長の RNA。
RNAを環化するための酵素的方法は、T4 DNAリガーゼ（T4 Dnl 4）、T1 RNAリガーゼ 4（T1 Rnl 4）、およびT1 RNAリガーゼ 4（T2 Rnl 4）などのバクテリオファージT2酵素またはリボザイムに基づいています。 T4 バクテリオファージ酵素によって環状 RNA を形成するには、ヌクレオシド一リン酸が RNA の 5' 末端に位置し、RNA の 3' 末端の OH 基に結合している必要があります。反応中にヌクレオシド三リン酸が追加されるため、IVT RNA には 5' 末端にグアノシン三リン酸 (GTP) が含まれます。
リボザイムは、追加の酵素を必要とせずに線状 RNA 分子を circRNA に変換することで自己スプライシングを促進する RNA 配列です。自己組織化プロセスには、特定の部位での 5 つの連続したエステル交換反応が含まれ、目的の cirRNA 製品が確実に形成されます。 PIE (イントロンおよびエクソンのカプセル化) としても知られるグループ I イントロン セルフスプライシング法は、XNUMX kb より長い cirRNA の生成を可能にし、広範囲に研究され、有用であることが証明されています。
線状 mRNA と同様に、circRNA は標的細胞内で特定のタンパク質に変換され、強力な体液性免疫および細胞性免疫を誘導します。最近、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）を予防するcircRNAワクチンの開発に成功した研究チームがいくつかある。彼らの結果は、リニア mRNA ワクチンの利点を備えているだけでなく、リニア mRNA よりも優れた安定性とより長いタンパク質発現期間を誇っています。したがって、circRNA ワクチンは低用量でも適切な免疫応答を誘導できます。
さらに、一部の研究者は、次世代mRNAとしてのcircRNAワクチンは、将来的には一般的なウイルス/細菌性疾患や主要な新興感染症と闘い、また癌やその他の疾患の治療にも有効なツールとなる可能性があると考えています。
ORNA は、環状 RNA 分野のパイオニアとして、LNP カプセル化環状 RNA である ORN-101 を利用して患者の免疫細胞を調節する in situ 治療のための in situ キメラ抗原受容体 (CAR) 療法を開発してきました。 ORN-101 は、最適化された IRES エレメントによって駆動される CAR の高発現を示します。動物モデルでは、ORN-101 が腫瘍の抑制と破壊を誘導することが示されており、ORN-101 ベースの抗がん療法が従来の CAR-T 細胞療法を妨げる可能性があることが示唆されています。
さらに、Zhang ら。は、抗原特異的 T 細胞受容体 (TCR)-T 療法における circRNA の生存率と治療効果を評価しました。彼らは、サイトメガロウイルス (CMV) の pp65 エピトープを標的とする pp65-TCR-T をコードする circRNA を設計しました。さらに、pp65-TCR は初代 T 細胞上で 7 日間以上発現されることが実証されています。さらに、circRNA-pp65-TCR-T 細胞は、pp65 および HLA を発現する腫瘍細胞を特異的かつ一貫して死滅させ、マウスの生存時間を大幅に延長しました。
pp65 circRNA でトランスフェクトされた細胞は、直鎖状 mRNA と比較してより優れた免疫応答を示すことも示されました。
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