米兰·(milan)-研究发现体外合成环形RNA的免疫原性机制及其潜在应用

12月23日，Molecular Cell于线发表了中国科学院份子细胞科学卓着立异中央（生物化学与细胞生物学研究所）研究员陈玲玲研究组关在环形RNA的最新研究进展，论文标题问题为RNA circles with minimized i妹妹unogenicity as potent PKRinhibitors。经由过程对于差别方式体外合成环形RNA的特征比力阐发，该研究阐了然体外合成环形RNA免疫原性的问题和份子机制，并发明无免疫原性且具备双链布局的环形RNA可以或许高效按捺自然免疫因子PKR的激活，展现体外合成环形RNA用在医治PKR异样激活相干自身免疫疾病的运用潜能。该事情为进一步研究环形RNA于自然免疫中的功效和机制奠基基础，并为使用环形RNA举行炎症性自身免疫病的干涉干与医治提供了新路子。

年夜大都环形RNA来自外显子反向剪接，以共价键形成闭环布局。研究发明这种份子具备怪异的天生加工历程，差别在线性RNA的折叠构象，并具备高不变性。这些特点使患上环形RNA于基因表达调控中具备主要功效，包括介入旌旗灯号转导、细胞增殖、自然免疫调控等 (详见综述 Chen,Nat Rev Mol Cell Biol2020)，并具备怪异的运用潜能，如环形RNA经由过程双链区域可以或许按捺PKR的异样磷酸化 (Liu et al.,Cell2019)，可作为翻译载体用在功效性卵白质的表达 (Wesselhoeft et al.,Nat Co妹妹un2018;Mol Cell2019) 等。

研究体外合成环形RNA的潜于运用需存眷两个主要问题，一是怎样提高体外合成环形RNA的效率，二是合成的环形RNA是否具备免疫原性。一方面，有研究指出体外合成的环形RNA可以或许被自然免疫受体RIG-I所辨认，进而引起细胞内自然免疫反映 (Chen et al.,Mol Cell2017;Mol Cell2019)；另外一方面，也有研究者认为体外合成的环形 RNA 无免疫原性 (Wesselhoeft et al.,Mol Cell2019)，并指出细胞内免疫反映是因为环形RNA中存于微量线性RNA的污染致使。为阐明上述问题，陈玲玲研究组起首比力了差别方式体外合成环形RNA的效率和免疫原性。今朝已经知体外合成环形RNA重要有两种路子：基在T4 RNA毗连酶的催化直接份子内毗连成环，以和基在I型内含子核酶举行自剪接成环。试验成果注解，T4 RNA毗连酶合成的环形RNA，包括可作为核酸适配体的环形RNA及可翻译的环形RNA，均不会引起细胞内自然免疫反映，然而经由过程两种差别I型内含子T4 bacteriophage及Anabeana自剪接形成的环形RNA均可以或许引起细胞内自然免疫反映。进一步对于差别环化方式合成的环形RNA举行序列及二级布局的比力阐发发明，基在T4 RNA毗连酶合成的环形RNA，仅引入1到3个外源核苷酸，然而两种I型内含子体外自剪接形成的环形RNA会别离引入74个或者186个外源核苷酸。科研职员使用改良的circSHAPE-MaP技能 (Liu et al.,Cell2019) 进一步解析差别路子合成的环形RNA二级布局，发明这些外源序列的引入会转变目的环形RNA的折叠构象，如与环形RNA内部序列配对于，或者外源序列自体态成为了不变的双链布局。研究注解，I型内含子自剪接成环引入的外源序列多是致使体外合成环形RNA引起细胞内自然免疫反映的缘故原由。

陈玲玲研究组前期事情发明，于体系性红斑狼疮 (SLE) 病人来历的PBMC或者T细胞中过表达含有16-26bp短的双链布局的内源环形RNA可按捺PKR和疾病标记基因的异样激活 (Liu et al.,Cell2019)，提醒体外合成无免疫源性且含有短的双链布局的环形RNA有望成为医治自身免疫疾病的新手腕。今朝已经报导的按捺PKR异样磷酸化激活的小份子化合物如 2-Aminopurine (2-AP)，oxindole/imidazole derivative compound 16 (C16) 等，均存于局限性。研究发明，经由过程T4 RNA毗连酶合成的环形RNA，不仅免疫原性低，而且保留了及体内相似的16-26bp短的双链布局。进一步试验证实，这种体外合成的环形RNA仍可以或许于体外和细胞内按捺PKR的激活，而且相对于在小份子按捺剂具备约千倍以上更好的按捺效果。

综上，该研究为进一步运用体外合成的环形RNA奠基了基础，并为研发基在环形RNA技能的核酸适配体及基因医治范畴带来可期远景。研究事情获得中科院、科技部、国度天然科学基金委员会等的撑持。

体外合成环形RNA的免疫原性机制及潜于运用

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