剑桥大学科学家确定造成脱靶效应的mRNA模式 并找到了修复方法

剑桥大学科学家确定造成脱靶效应的mRNA模式并找到了修复方法研究人员发现，对治疗药物中使用的合成信使RNA进行化学修饰会导致细胞机器误读其指令，从而产生意想不到的免疫反应。重要的是，他们还发现了解决这一问题的方法。信使核糖核酸（mRNA）告诉人体细胞如何制造特定的蛋白质。当生物化学家卡塔琳-卡里科（KatalinKarikó）和免疫学家德鲁-魏斯曼（DrewWeissman）发现，在合成mRNA的碱基（构件）中插入微妙的化学修饰，可以绕过人体的某些免疫防御，让治疗药物进入细胞并发挥其作用时，mRNA疗法就应运而生了。现在，剑桥大学医学研究委员会（MRC）毒理学组领导的研究发现，"读取"mRNA的细胞机器在遇到mRNA疗法中常见的一种特殊化学修饰重复时可能会出错，导致产生"脱靶"蛋白质，从而引发意想不到的免疫反应。重要的是，他们已经找到了解决方案。该研究的共同通讯作者詹姆斯-塔文蒂兰（JamesThaventhiran）说："未来mRNA药物的安全问题在于，误导性免疫具有巨大的潜在危害，因此应该避免脱靶免疫反应。我们可以从疫苗的mRNA中移除容易出错的代码，这样机体就会制造出我们想要的免疫反应蛋白，而不会在无意中也制造出其他蛋白"。细胞的解码机器被称为核糖体，它负责"阅读"天然和合成mRNA的遗传密码，从而产生蛋白质。核糖体在mRNA上的精确定位对于制造正确的蛋白质--即"靶向"蛋白质--至关重要，因为核糖体每次读取mRNA的三个碱基，以决定下一个加入链中的蛋白质是什么。因此，即使核糖体发生最小的变化，也会严重扭曲代码和生产的蛋白质。研究人员与肯特大学、牛津大学和利物浦大学的研究人员合作，在接受过辉瑞公司针对SARS-CoV-2的mRNA疫苗的人群中测试了产生脱靶蛋白质的证据。在这项研究的21名患者中，有三分之一的人发现了一种非预期的免疫反应，这种反应没有产生任何不良影响，原因是在mRNA中加入了N1-甲基假尿嘧啶。引入这种改良碱基是为了提高COVID-19疫苗的安全性和有效性。核糖体在面对一串经过修饰的碱基时，大约有10%的时间会"打滑"，导致mRNA被误读，产生非预期的蛋白质，这足以引发免疫反应。去除合成mRNA中的N1-甲基假尿嘧啶后，就不会产生非目标蛋白质了。该研究的另一位通讯作者安妮-威利斯（AnneWillis）说："我们的工作为这种新型药物提出了担忧和解决方案，是来自不同学科和背景的研究人员之间重要合作的结果。这些发现可以迅速付诸实施，以防止未来出现任何安全问题，并确保新的mRNA疗法与COVID-19疫苗一样安全有效。"该研究发表在《自然》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1402995.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1402995.htm

日本研究人员在100%纯度mRNA生产方面取得突破

日本研究人员在100%纯度mRNA生产方面取得突破这些结果为生产更纯净的疫苗提供了可能，降低了因杂质引起炎症的风险。他们的研究成果最近发表在《自然通讯》杂志上。纯封端mRNA疫苗为更有效、更低炎症几率的疫苗打开了大门。资料来源：MizukiTadamRNA疫苗已成功用于治疗冠状病毒变种。这给研究人员带来了将其用作癌症疫苗的希望。然而，疫苗的纯度阻碍了这一目标的实现，因为杂质会触发免疫系统。这可能会导致注射部位发炎，这是接种疫苗的常见副作用。mRNA疫苗中的杂质通常是在封盖阶段引入的。在这一阶段，会添加一个帽结构，以改善mRNA的翻译并保护和稳定它。盖帽只能添加到单链mRNA上，因此理想情况下疫苗应包含100%纯单链mRNA。不过，也可能存在不需要的双链mRNA，从而降低其纯度。由于单链和双链mRNA具有不同的特性，因此可以使用一种称为反相高效液相色谱法(RP-HPLC)的技术将它们分离开来。这种技术根据mRNA的疏水性或亲水性（即对水的排斥力或吸引力）将其分离。名古屋大学研究生院理学研究科的阿部弘教授、项目助理稻垣正仁教授和项目助理阿部直子教授领导的研究小组与东京医科齿科大学合作，采用独特的PureCap方法，在封盖阶段引入疏水标签。标记的mRNA在RP-HPLC阶段很容易分离。然后通过光处理就能轻松去除标签，从而获得纯度为98%-100%的疫苗。阿部弘说："当我们在图表上看到RP-HPLC工艺已经完全分离了带标记和不带标记的RNA时，我们对结果感到非常兴奋。对于长度为4247个碱基的冠状病毒mRNA，我们成功地使用PureCap方法制备出了纯度超过98%的封端mRNA。"研究小组特别关注存在于动物和植物细胞中的一组帽结构，即Cap0、Cap1和Cap2。虽然Cap2存在于动物和植物细胞中，但对其功能的评估一直很困难，因为没有办法获得纯净的加帽mRNA，以确保测试的公平性。"迄今为止，用于mRNA疫苗的Cap结构仅限于Cap0和Cap1类型。然而，我们利用我们的技术制造出了Cap0、Cap1和Cap2型结构，"阿部说。"与使用传统技术合成的mRNA相比，使用PureCap方法合成的高纯度Cap0、Cap1和Cap2型mRNA显示出较低的免疫刺激活性，显示出它们在药物中的潜在用途。"由于病毒主要产生Cap1mRNA，Cap2对免疫系统的刺激较小。这表明，使用Cap2的疫苗在注射后不太可能产生诸如炎症等不必要的副作用。不过，它仍能在转录时产生病毒蛋白，从而使疫苗有效。研究小组使用Purecap制作了Cap2mRNA，并分析了它的蛋白质合成能力。他们发现，Cap2mRNA产生的蛋白质是Cap1mRNA的3-5倍，这将增强免疫反应。他们还发现，与使用传统技术合成的mRNA相比，他们的Cap2型mRNA对炎症反应的刺激更低。传统的mRNA疫苗生产方法无法制备出高纯度的cappedmRNA，这引起了人们对蛋白质合成减少和杂质引起的炎症反应的担忧。"PureCap方法只选择性地纯化加帽mRNA，从而解决了这些问题。此外，利用这种技术产生的Cap2型结构在蛋白质合成方面效率更高，对免疫系统的刺激更小。这项技术有望提高mRNA疫苗的安全性和有效性。这是mRNA医学实际应用的革命性进步，同时也加深了我们对mRNA科学基础的理解。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1379351.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1379351.htm

研究人员发现植物如何重新规划其细胞以对抗入侵者

研究人员发现植物如何重新规划其细胞以对抗入侵者在战争时期，工厂可以重新调整以支持战斗的需要。装配线改变路线，从制造汽车零件到制造机枪，或从生产洗衣机到生产飞机引擎。现在杜克大学研究人员发现，植物也可以从和平时期转向战时生产。农作物和其他植物经常受到微生物的攻击，包括细菌、病毒和其他病原体。当植物感觉到微生物入侵时，它的细胞内的蛋白质化学汤会发生深刻的变化。在最近发表在《细胞》杂志上的一项新研究中，研究人员揭示了植物细胞中的关键成分，这些成分对其蛋白质制造机器进行了重新编程以对抗疾病。每年，大约15%的作物产量因细菌和真菌疾病而损失，使全球经济损失约2200亿美元。植物依靠其免疫系统来帮助它们进行反击。与动物不同，植物没有专门的免疫细胞，可以通过血液到达感染的地点。相反，植物中的每一个细胞都必须能够站立和战斗来保护自己，迅速转变为战斗模式。当植物受到攻击时，它们将优先事项从生长转向防御。这意味着细胞开始合成新的蛋白质并抑制其他蛋白质的产生。细胞中数以万计的蛋白质做了许多工作：催化反应，识别外来物质，作为化学信使，并将材料移入和移出。为了制造一种特定的蛋白质，细胞核内的DNA中遗传指令被转录成一种叫做mRNA的信使分子。这条mRNA链然后进入细胞质，在那里被称为核糖体的结构"读取"信息并将其翻译成蛋白质。在一项研究中，研究人员发现当植物被感染时，某些mRNA分子会比其他分子更快地翻译成蛋白质。研究人员发现，这些mRNA分子的共同点是RNA链前端的一个区域，其遗传密码中的字母反复出现，其中核苷酸碱基腺嘌呤和鸟嘌呤不断重复。研究人员证明，当植物检测到病原体攻击时，为核糖体登陆和读取mRNA提供信号的分子路标被移除，这使细胞无法制造其典型的"和平时期"蛋白质。相反，核糖体绕过通常的翻译起点，使用RNA分子内反复出现的As和Gs区域进行对接，并从那里开始阅读，基本上走了一条捷径，通过了解植物如何取得这种平衡，研究人员希望找到新的方法来设计抗病作物，而不影响产量。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1310915.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1310915.htm

以色列研发出针对致命细菌的mRNA疫苗

以色列研发出针对致命细菌的mRNA疫苗（早报讯）mRNA（信使核糖核酸）疫苗大多针对病毒而不是细菌。以色列特拉维夫大学日前发表声明说，大学人员参与的研究团队成功研发出一款针对鼠疫耶尔森菌的mRNA疫苗，该技术或将有助解决耐抗生素细菌的问题。新华社报道，根据特拉维夫大学声明，研究在动物模型中进行，所有接种这种mRNA疫苗的动物都完全实现了免受鼠疫耶尔森菌的侵害。这一新技术可快速开发出有效针对细菌的疫苗，以对抗由耐抗生素细菌引发的流行性疾病。相关论文已发表在美国《科学进展》杂志上。声明说，目前的mRNA疫苗——包括部分冠病疫苗，能有效预防病毒感染，但对细菌无效。病毒依赖宿主细胞繁殖，将自己的mRNA分子插入人体细胞，并以人体细胞为工厂，基于自己的遗传物质生产病毒蛋白，实现自我复制。mRNA疫苗就模拟了这一过程，科学家在实验室合成出同样的mRNA分子，将其包裹在脂质纳米颗粒中。接种疫苗后，脂质会黏附于人体细胞，细胞开始生产病毒蛋白质，免疫系统提前熟悉了这些蛋白质后，未来接触到真的病毒就可以发挥保护作用。细菌的情况则完全不同：它们无须依赖人体细胞制造自身蛋白质。而且，由于人类和细菌的进化完全不同，即使基于相同的基因序列，细菌制造的蛋白质也可能与人类细胞的蛋白质有所差异。声明援引领衔这项研究的特拉维夫大学博士埃多·科恩的话说：“研究人员曾尝试在人体细胞中合成细菌蛋白质，但接触这些蛋白质后人体内抗体水平偏低，并且普遍缺乏保护性免疫作用。”为解决这一问题，研究人员成功开发出分泌细菌蛋白质的方法，使得免疫系统识别出了疫苗中可引发免疫反应的细菌蛋白质，并提高了细菌蛋白质的稳定性，确保其不会在体内过快分解，从而获得了完全的免疫反应。声明说，由于过去几十年人类过度使用抗生素，许多细菌已产生对抗生素的耐药性。耐抗生素细菌已对人类健康构成一定威胁，开发出一种新型疫苗或将为这一全球性问题提供答案。

研究人员用mRNA打造特洛伊木马 诱使癌症制造毒素来杀死自己

研究人员用mRNA打造特洛伊木马诱使癌症制造毒素来杀死自己在过去的几十年里，科学家们发现他们可以劫持这一机制，按需制造有益的蛋白质。这种mRNA技术因COVID-19大流行而大大加速，因为BioNTech和Moderna开发的疫苗通过哄骗我们的细胞产生与病毒类似的尖峰蛋白而发挥作用，引发免疫反应，训练我们的身体抵抗后续感染。从那时起，科学家们已经将目光转向了癌症，尝试使用mRNA来产生模仿肿瘤的蛋白质，帮助启动针对癌症的免疫反应。当与免疫疗法等其他治疗方法搭配时，这可能是特别有希望的路径。但是在新的研究中，以色列特拉维夫大学的科学家们创造了一种mRNA癌症治疗方法，以一种不同的方式发挥作用。mRNA分子被编码为产生一种细菌制造的毒素，然后被包装成脂质纳米粒子并注射到肿瘤中。这导致细胞开始产生毒素，并有效地毒害自己。该团队表示，这可能是一个比化疗更安全的选择，因为化疗也会伤害健康细胞。该研究的共同负责人丹-佩尔教授说："通过对肿瘤床的简单注射，我们可以诱导癌细胞'自杀'，而不损害健康细胞。此外，癌细胞不能像化疗中经常发生的那样对我们的技术产生抗性--因为我们总是可以使用不同的天然毒素。"在对患有黑色素瘤的小鼠进行的测试中，44%至60%的癌细胞在一次注射后被摧毁。肿瘤生长减缓，小鼠的生存率比对照组小鼠明显提高。在这些动物身上没有看到任何不良影响。尽管这个想法听起来很吸引人，但重要的是现在是研究的早期阶段。不能保证研究结果会延续到人类身上，而且首先需要进行更大规模的动物试验。该研究发表在《Theranostics》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369113.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369113.htm

上海企业自主研发mRNA冠病疫苗获批进入临床试验

上海企业自主研发mRNA冠病疫苗获批进入临床试验斯微（上海）生物科技股份有限公司自主研发的冠病病毒mRNA（信使核糖核酸）疫苗获得中国国家药监局批准，将开展临床试验。根据上观新闻报道，此次获批开展临床试验的是斯微生物研发的迭代疫苗，这款疫苗在研发设计中包含了德尔塔、奥密克戎等多种冠病病毒变异株均有的D614G突变，对当前冠病病毒流行株具有保护效力，有一定的广谱性。据了解，斯微生物是中国率先开展mRNA药物研发和mRNA肿瘤精准疫苗人体临床试验的创新型企业之一。公司研发和管理团队汇聚了一批具有丰富经验的科研人员，拥有mRNA疫苗的核心技术、LPP（脂质多聚复合物）纳米递送系统的全球独家权益，以及自主开发的抗原分析、预测、序列优化平台，并拥有年产数亿剂mRNA疫苗的大规模生产关键技术和设备的核心专利，关键物料完全实现了国产替代。目前，斯微生物在上海浦东新区周浦和奉贤区建立了现代化工厂，可实现大规模量化生产，预计两个工厂年产量可达4亿剂。据报道介绍，mRNA是一种天然分子，能向人体细胞发出指令，然后制造靶蛋白或抗原，从而激发出人体的免疫反应。包裹冠病病毒粒子的脂肪膜表面有刺突糖蛋白，也叫S蛋白，它是mRNA疫苗瞄准的突破口。mRNA携带蛋白质编码的遗传信息，传递到核糖体机器后能直接翻译成蛋白质，故名“信使核糖核酸”。它如果能翻译成S蛋白，就会产生免疫反应。目前在全球多个国家使用的辉瑞、莫德纳均属于mRNA疫苗。与传统的灭活疫苗、减毒活疫苗相比，mRNA疫苗的开发更便捷高效。因为灭活疫苗、减毒活疫苗在研发和生产过程中，要对活病毒进行扩增，对扩增设施和安全防控的要求比较高，而开发mRNA疫苗不需要扩增病毒，关键步骤是在体外合成一种能翻译成特定蛋白质的mRNA。研发这种新型疫苗有很高的技术难度。mRNA如果直接进入人体，极易被降解，所以研发团队需要建立LPP纳米递送系统，将mRNA包裹在安全、可降解的纳米颗粒内。纳米递送系统是最大的技术壁垒之一，斯微生物等国内企业已在这个领域取得突破。发布：2022年4月30日10:14AM