近年来,mRNA疗法和疫苗在精准医疗领域展现出巨大的潜力,尤其是在遗传病、传染病和癌症治疗的研发中。mRNA的独特优势在于其能够表达多种蛋白质(包括细胞内蛋白、跨膜蛋白和分泌蛋白),同时避免了基因组整合的风险。这一技术在COVID-19疫苗的快速设计与生产过程中发挥了关键作用。
当前,科研人员仍在持续优化mRNA的稳定性、递送效率和免疫原性。其中,poly(A)尾的长度对mRNA的稳定性和翻译效率起着至关重要的作用。poly(A)尾是由70-200个腺苷酸组成的序列,普遍存在于真核生物的mRNA 3'末端,对于mRNA的核输出、稳定性和翻译过程至关重要。尽管以往认为较长的poly(A)尾能够提升mRNA的稳定性,但最新研究表明,poly(A)尾长度与mRNA动力学的关系极为复杂,目前尚无明确结论。同时,现有证据显示mRNA的稳定性下降与其翻译效率并无直接关联。
虽然poly(A)尾长度与翻译效率没有直接相关性,但研究指出存在一个最优尾长能使mRNA转录本高效翻译。poly(A)尾的长度显著影响着mRNA的稳定性和翻译效率。厘清这些机制不仅对深入理解mRNA生物学意义重大,也将推动mRNA疗法的研发。在尊龙凯时,我们依托聚腺苷酸化和poly(A)尾在翻译调控中的动态特性,致力于通过操控mRNA的生命周期来增强其治疗效果,这是开发mRNA疗法和疫苗的核心策略。
在人工poly(A)加尾的过程中,体外转录的mRNA可以通过两种不同的方法实现多聚腺苷酸化:1)酶促多聚腺苷酸化;2)模板编码的多聚腺苷酸化。酶促多聚腺苷酸化在体外转录完成后进行。该方法将IVTmRNA与多聚腺苷酸聚合酶及ATP共同孵育,从而在mRNA的3'端添加腺嘌呤残基。这一方法的优势在于可通过调节核苷酸浓度和其他反应参数灵活生成不同长度的poly(A)尾,尽管因为额外的酶制剂可能导致成本上升。
而模板编码的多聚腺苷酸化则需在IVT质粒载体编码的目的基因末端添加一段胸腺嘧啶。进行体外转录时,T7 RNA聚合酶利用该模板合成poly(A)尾,这种方法降低了制备成本,且更适合大规模生产。尽管在质粒DNA上成功合成、克隆及保持长段胸腺嘧啶序列的稳定性存在一定难度,但其产生的poly(A)尾长度分布更为一致。
为了优化poly(A)尾长度达到最佳表达效果,模板编码加尾法因其生成的poly(A)尾高一致性且生产过程简化,通常被视为科研与治疗用途的首选方案。为了克服长腺嘌呤序列合成和克隆的技术难题,尊龙凯时已经开发出适用于多种poly(A)尾长度的IVTmRNA载体,这些载体可在细菌宿主中保持稳定。
虽然普遍认为哺乳动物的poly(A)尾经典长度为200个核苷酸,但在研究和治疗应用中,更常使用较短的长度,因其更易制备且依然能提供足够的翻译稳定性。我们的实验表明,100个核苷酸的poly(A)尾长度能够实现最佳的蛋白表达,而较长的尾部并未能提高翻译效率。需要注意的是,特定转录本的最佳poly(A)尾长度需根据具体情况进行调整。
对于IVTmRNA的质量控制,以确保最佳使用效果至关重要。由于传统方法(如Sanger测序)难以准确测定poly(A)尾的重复序列,通常会采用更加先进的技术手段,比如毛细管电泳、LC-MS和NGS等。尽管毛细管电泳可以测定poly(A)尾的精确长度,却无法检测其内部的变异和杂质。相比之下,LC-MS能够有效且准确地评估IVTmRNA的poly(A)尾长度及其异质性,为确保产品质量提供了保障。
综上所述,mRNA的poly(A)尾在细胞质中的稳定性和翻译效率中扮演着重要角色。在实验室中,poly(A)尾的合成可以通过酶促法或模板编码加尾法实现。尽管各有优势,模板编码加尾法所产生的poly(A)尾在长度一致性、成本和突变风险方面表现更好,符合GMP规范,因此目前已成为最广泛应用的方法。希望通过这种技术,尊龙凯时能为生物医药的创新与发展贡献力量。
现在,尊龙凯时为客户提供了免费的试用福利回馈,热门现货RNA/LNP-mRNA试用装免费申请,数量有限,先到先得,申请日期截止至2025年8月31日。