Циркулярные РНК (circRNA) были впервые обнаружены как некодирующие РНК в 1979 году; только в 2015 году транскрибируемые циркРНК были обнаружены у дрозофилы, что привело к изучению циркРНК in vitro для терапевтических и профилактических целей.
циркРНК являются саморасширяющимися и поэтому не имеют традиционной структуры, такой как 5'-кэп или 3'-полиА-хвост. Эта структура делает их более стабильными и устойчивыми к экзонуклеазам, таким как РНКаза R.
Структурные элементы кольцевой РНК (circRNA)
Матричная ДНК для синтеза циркРНК обычно включает внутренний сайт входа в рибосому (IRES), открытую рамку считывания (ORF) и другие, которые имеют решающее значение для циркуляции in vitro. Например, мы разработали плазмиду в виде матрицы транскрипта in vitro (IVT), которая состоит из гомологичных плеч, 3'-интрона, 3'-экзона, IRES, ORF, 5'-экзона и 5'-интрона, для получения циркРНК путем самосплайсинга. методы.
Внутренний сайт входа в рибосому (IRES) выполняет важную роль в трансляции cirRNA. Вирус энцефаломиокардита (EMCV) IRES, вирус Коксаки B3 (CVB3) IRES, риновирус человека B3 (HRV-B3) IRES и другие IRES обычно используются для трансляции синтеза cirRNA vitro.
Циклизация in vivo линейных предшественников circRNA обеспечивает важный этап в синтезе circRNA, обычно посредством химических, ферментативных и рибосомно-опосредованных путей саморепликации. Известный как веха в этой области, химический подход к производству циркРНК, возникший в 1988 году, сегодня больше не используется из-за его высокой стоимости, низкого выхода, большого количества побочных продуктов и того факта, что он пригоден только для циклизации. РНК длиной до 70 нуклеотидов.
Ферментативные методы циклизации РНК основаны на ферментах или рибозимах бактериофага Т4, таких как ДНК-лигаза Т4 (T4 Dnl 1), РНК-лигаза Т4 1 (T4 Rnl 1) и РНК-лигаза Т4 2 (T4 Rnl 2). Для образования кольцевой РНК ферментами бактериофага Т4 нуклеозидмонофосфаты должны быть расположены на 5'-конце и конъюгированы с ОН-группой на 3'-конце РНК. Поскольку во время реакции добавляются нуклеозидтрифосфаты, IVT РНК содержит гуанозинтрифосфат (GTP) на 5'-конце.
Рибозимы — это последовательности РНК, которые способствуют самосплайсингу путем преобразования линейных молекул РНК в циркРНК без необходимости использования дополнительных ферментов. Процесс самосборки включает две последовательные реакции переэтерификации в определенных сайтах, чтобы гарантировать образование желаемых продуктов цирРНК. Метод самосплайсинга интронов группы I, также известный как PIE (инкапсуляция интронов и экзонов), который позволяет производить cirRNA длиной более 5 т.п.н., был тщательно изучен и доказал свою полезность.
Применение кольцевой РНК (circRNA)
ЦирРНК-вакцины
Подобно линейным мРНК, циркРНК могут превращаться в определенные белки в клетках-мишенях и вызывать надежный гуморальный и клеточный иммунитет. Недавно некоторые исследовательские группы успешно разработали вакцины на основе циркРНК для предотвращения COVID-19. Их результаты не только обладают преимуществами вакцин с линейной мРНК, но также могут похвастаться лучшей стабильностью и большей продолжительностью экспрессии белка, чем линейная мРНК. Следовательно, вакцины с циркРНК могут вызывать адекватные иммунные ответы даже в низких дозах.
Кроме того, некоторые исследователи считают, что вакцины на основе циркРНК, как мРНК следующего поколения, могут стать в будущем эффективными инструментами для борьбы с распространенными вирусными/бактериальными заболеваниями и основными возникающими инфекционными заболеваниями, а также для лечения рака и других заболеваний.
ЦиркРНК в терапии CAR/TCR-T
Будучи пионером в области кольцевых РНК, компания ORNA разрабатывает терапию in situ химерными антигенными рецепторами (CAR) для терапии in situ, в которой используется ORN-101, кольцевая РНК, инкапсулированная в LNP, для модуляции иммунных клеток у пациентов. ORN-101 демонстрирует высокую экспрессию CAR, управляемую оптимизированным элементом IRES. На животных моделях было показано, что ORN-101 вызывает подавление и разрушение опухолей, что позволяет предположить, что противораковая терапия на основе ORN-101 может мешать традиционной терапии CAR-T-клетками.
Кроме того, Чжан и др. оценили жизнеспособность и терапевтическую эффективность циркРНК в терапии антигенспецифическими Т-клеточными рецепторами (TCR)-T. Они разработали circRNA, кодирующую pp65-TCR-T, нацеленную на эпитоп pp65 цитомегаловируса (CMV). Кроме того, показано, что pp65-TCR экспрессируется на первичных Т-клетках более 7 дней. Кроме того, клетки circRNA-pp65-TCR-T специфически и последовательно уничтожали опухолевые клетки, экспрессирующие pp65 и HLA, и значительно продлевали время выживания мышей.
Было также показано, что клетки, трансфицированные циркулярной РНК pp65, демонстрировали лучшие иммунные ответы по сравнению с линейной мРНК.
Био-фармацевтическое универсальное решение CRDMO от Yaohai для длиннокодирующей РНК
EN
AR
HR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
IT
JA
KO
НЕТ
PL
PT
RO
RU
ES
SV
IW
ID
LV
LT
SR
SK
SL
UK
VI
ET
HU
TH
TR
FA
AF
MS
BE
MK
UR
BN
