Cirkulära RNA (circRNAs) upptäcktes först som icke-kodande RNA 1979; det var inte förrän 2015 som transkriberade circRNAs hittades i Drosophila, vilket ledde till studier av in vitro circRNAs i terapeutiska och förebyggande syften.
circRNAs är självexpanderande och har därför inte en konventionell struktur såsom en 5' cap eller 3' polyA svans. Denna struktur gör dem mer stabila och resistenta mot exonukleaser som RNase R.
Strukturelement för cirkulärt RNA (circRNA)
Mall-DNA:t för circRNA-syntes inkluderar vanligtvis internt ribosominträdesställe (IRES), öppen läsram (ORF) och andra som är kritiska för cirkulation in vitro. Till exempel designade vi en plasmid som in vitro-transkriptmall (IVT), som består av homologiarmar, 3'-intron, 3'-exon, IRES, ORF, 5'-exon och 5'-intron, för att framställa circRNA genom självsplitsning metoder.
Internal Ribosome Entry Site (IRES) spelar viktiga roller i översättningen av cirRNA. Encefalomyocarditis virus (EMCV) IRES, coxsackievirus B3 (CVB3) IRES, humant rhinovirus B3 (HRV-B3) IRES och andra IRES har ofta använts för översättning av vitrosyntesen av cirRNA.
In vivo cyklisering av circRNA linjära prekursorer ger ett viktigt steg i circRNA-syntes, vanligtvis genom kemiska, enzymatiska och ribosommedierade självreplikationsvägar. Känd som en milstolpe inom området, den kemiska metoden för cirRNA-produktion, som har sitt ursprung 1988, används inte längre idag på grund av dess höga kostnad, låga utbyte, höga antal biprodukter och det faktum att den endast är lämplig för cyklisering RNA upp till 70 nukleotider långa.
Enzymatiska metoder för cyklisering av RNA är baserade på bakteriofag T4-enzymer eller ribozymer såsom T4 DNA-ligas (T4 Dnl 1), T4 RNA-ligas 1 (T4 Rnl 1) och T4 RNA-ligas 2 (T4 Rnl 2). För att bilda cirkulärt RNA av T4-bakteriofagenzymer måste nukleosidmonofosfater vara belägna i 5'-änden och konjugerade till OH-gruppen vid 3'-änden av RNA:t. Eftersom nukleosidtrifosfater tillsätts under reaktionen, innehåller IVT RNA guanosintrifosfat (GTP) i 5'-änden.
Ribozymer är RNA-sekvenser som främjar självskarvning genom att omvandla linjära RNA-molekyler till circRNA utan behov av ytterligare enzymer. Självmonteringsprocessen involverar två på varandra följande transesterifieringsreaktioner på specifika platser för att säkerställa att de önskade cirRNA-produkterna bildas. Grupp I-intron-självsplitsningsmetoden, även känd som PIE (intron- och exoninkapsling), som tillåter produktion av cirRNA längre än 5 kb, har studerats omfattande och har visat sig användbar.
Tillämpning av cirkulärt RNA (circRNA)
CircRNA-vacciner
Liksom linjära mRNA kan circRNA omvandlas till vissa proteiner i målceller och inducera den robusta humorala och cellulära immuniteten. Nyligen finns det några forskarlag som framgångsrikt utvecklat circRNA-vacciner för att förhindra COVID-19. Deras resultat har inte bara haft fördelarna med linjära mRNA-vacciner, utan har också stoltserat med en bättre stabilitet och längre varaktighet av proteinuttryck än linjärt mRNA. Därför kan circRNA-vacciner inducera adekvata immunsvar även vid låga doser.
Dessutom tror vissa forskare att circRNA-vacciner, som nästa generations mRNA, kan bli effektiva verktyg i framtiden för att bekämpa vanliga virus-/bakteriesjukdomar och stora framväxande infektionssjukdomar, såväl som för behandling av cancer och andra sjukdomar.
CircRNA i CAR / TCR-T-terapi
Som en pionjär inom området cirkulärt RNA har ORNA utvecklat in situ chimär antigenreceptor (CAR) terapi för in situ terapi som använder ORN-101, ett LNP-inkapslat cirkulärt RNA, för att modulera immunceller hos patienter. ORN-101 presenterar högt uttryck av CAR som drivs av ett optimerat IRES-element. I djurmodeller visades ORN-101 inducera tumörundertryckning och förstörelse, vilket tyder på att ORN-101-baserade anticancerterapier kan störa konventionell CAR-T-cellterapi.
Dessutom har Zhang et al. utvärderade livsdugligheten och den terapeutiska effekten av circRNAs i antigenspecifika T-cellsreceptor (TCR)-T-terapier. De designade ett circRNA som kodar för pp65-TCR-T riktat mot pp65-epitopen av cytomegalovirus (CMV). Dessutom har pp65-TCR visat sig uttryckas på primära T-celler i över 7 dagar. Dessutom dödade circRNA-pp65-TCR-T-celler specifikt och konsekvent pp65- och HLA-uttryckande tumörceller och förlängde signifikant överlevnadstiden för möss.
Det visades också att celler transfekterade med pp65 circRNA uppvisade bättre immunsvar jämfört med linjärt mRNA.
Yaohais Bio-Pharma One-Stop CRDMO-lösning för långkodande RNA
EN
AR
HR
CS
DA
NL
FI
FR
DE
EL
IT
JA
KO
NEJ
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
