封面介绍：信使RNA(mRNA)的发现已有60多年的历史, 科学家对其结构、功能与作用机制开展了深入研究; 新型冠状病毒mRNA疫苗的获批上市, 代表着mRNA走出实验室, 成为生物制药领域的成熟技术路线. 《科学通报》策划“mRNA技术与生物医药应用专辑”, 组织相关科研人员探讨mRNA技术领域的新发现、新机遇和新挑战, 以期推动我国在mRNA技术与应用相关领域的交流和发展.封面图片显示单链mRNA分子通过纳米脂质球颗粒递送系统实现蛋白质分子的体内高效发表, 在包括新型冠状病毒等所致传染病疫苗及其他多个领域有着广泛的应用, 显示出巨大的生命力. 详见本期专辑.
编者按
秦成峰, 王奇慧, 高福
悦读科学
环形RNA及其编码的隐肽是极具潜力的肿瘤疫苗
毕艾薇, 邓雯, 黄迪, 苏士成
进展
猴痘病毒mRNA疫苗的研发进展
刘欣悦, 胡泊, 樊渝川, 翁郁华, 黄渊余, 杨明辉
猴痘病毒是痘病毒科正痘病毒属的双链DNA病毒, 于2022年7月被WHO定义为国际突发的公共卫生事件. 然而目前在全球范围内尚无针对猴痘病毒的疫苗上市. mRNA疫苗作为新兴的疫苗形式, 已被证明具有很好的安全性和有效性. 本文介绍了目前全球猴痘病毒mRNA疫苗的研发情况并进行了展望.
组织特异性mRNA-LNP递送技术的研发策略
宗岩, 魏妥, 程强
新型冠状病毒mRNA疫苗的成功极大推动了mRNA技术的发展, 该技术的成功离不开安全、高效的脂质纳米颗粒(LNP)递送载体. 当前mRNA-LNP技术在靶向肝脏、肌肉方面较为成熟, 但肝外组织靶向是研究热点和难点. 本文重点讨论当前组织靶向mRNALNP技术的研究策略和主要进展, 并简要展望未来的可能发展方向.
mRNA疫苗理性设计: 从经验到人工智能设计
胡宇轩, 濮澄韬, 刘博翔, 张亮
目前, mRNA疫苗在实际应用中面临一些挑战, 包括稳定性差和蛋白表达效率不高等. 针对这些挑战, 本文介绍了传统经验设计和人工智能设计在mRNA疫苗优化中的应用, 特别是对mRNA五个重要区域的优化, 强调了人工智能技术在提高设计效率和个性化定制中的优势, 并展望了其在未来推动生物医学领域发展方面的潜力.
mRNA疫苗与脂质纳米颗粒递送载体的研究进展
樊渝川, 殷涵, 李钰, 余溪, 唐晓英, 翁郁华, 黄渊余
本文描述了mRNA药物及疫苗的研发进展, 详细介绍了mRNA疫苗开发中的关键技术, 包括mRNA的序列优化以及mRNA的工程化创新. 此外, 我们总结了现如今最成熟的脂质纳米颗粒(LNP)递送系统, 并对mRNA-LNP疫苗的作用机制进行了详细的阐述. 最后对mRNA疫苗的前景和挑战提出了看法.
评述
RNA与重大疾病诊疗
黄迪, 张天英, 江小华, 黎江, 闫章才, 孙瑞娟, 苏士成, 洪微
本文围绕RNA生物学机制及其在疾病进程中的调控作用、诊断和治疗中的应用及新策略、RNA疫苗设计策略、RNA研究的新技术和新方法等, 综述了RNA与重大疾病诊疗的重要进展、研究前沿和关键科学问题, 为RNA在重大疾病预防及诊疗中的应用提供策略.
虫媒正黄病毒mRNA疫苗研究进展
王族馨, 迟航, 邓永强, 韩晓东
本文全面介绍了虫媒正黄病毒mRNA疫苗研究进展. 首先, 对mRNA疫苗分子基础和作用机制进行了总结. 然后, 对几种重要虫媒正黄病毒的生物学特征和流行情况, 以及针对这些病毒的mRNA疫苗研究现状进行了介绍. 最后, 对合成生物学、核苷酸修饰技术和新型递送系统在mRNA疫苗研发中的应用进行了归纳.
基于纳米技术的mRNA递送系统的研究进展
张苗苗, 李港, 侯泰霖, 李志斌, 陈珊珊, 董旺, 蒋为, 王育才
纳米技术在mRNA成药的制备过程中发挥着无可替代的关键作用. 本文旨在总结目前应用于mRNA递送的不同纳米系统, 并着重探讨了它们的设计原理、配方评估以及应用效果. 同时, 为了推动这些技术向临床转化, 我们从多个角度对各类纳米递送系统的发展瓶颈进行了深入分析, 并提出了潜在的解决方案.
RNA修饰在mRNA疫苗中的关键应用和前景
刘聪, 彭金英, 张美玲, 向卉芬, 伊成器
RNA修饰是指对RNA分子进行化学处理, 以改变其性质和功能的过程. 近年来, mRNA疫苗因其高效、快速设计和相对安全的特点成为备受关注的替代疫苗. 在mRNA疫苗制备过程中, RNA修饰发挥着关键作用, 它能够降低疫苗的免疫原性, 提高其稳定性和翻译效率. RNA修饰的mRNA疫苗在传染病和癌症治疗领域取得了显著的进展, 然而目前仍需面对挑战和限制.
复制型mRNA技术在传染病疫苗研发中的应用
李晓丹, 王鑫, 张波
复制型mRNA(aRNA)是衍生自正链RNA病毒、具有自我复制能力的mRNA, 是新型疫苗研发的重要平台. 近年来, saRNA合成、递送和免疫原性调节等技术取得了重要进展, 推进了saRNA疫苗的快速发展. 本文对saRNA技术及其在病毒性传染病疫苗中的应用进行综述, 为后续saRNA疫苗的发展提供参考.
论文
新冠病毒变异株RBD二聚体mRNA疫苗广谱免疫原性研究
赵旭, 吴鑫凯, 杜沛, 陈茜, 马雪慧, 胡世雄, 吴春丽, 杨惠婷, 马任义, 李爽, 孔天翔, 李睿琦, 冯英浩, 王晓云, 荣笑雨, 郑安琪, 陆剑, 高福, 王奇慧
SARS-CoV-2病毒的持续变异带来了对更新疫苗的迫切需求. 本团队基于此前对Delta-BA.1二聚体RBD构型的研究, 设计并评价了包含Delta、BA.2和BA.5等变异株RBD的二聚体mRNA疫苗. 利用Delta-BA.2和Delta-BA.5疫苗免疫原性互补的特性, 设计混合疫苗拓展了广谱性. 免疫三针混合疫苗可诱导针对XBB的高水平中和抗体.
寨卡病毒EDIII mRNA疫苗的设计与免疫保护效果评价
田颖, 武媚, 李凯, 周超, 张蓉蓉, 周航宇, 叶青, 秦成峰, 黄升海, 李晓峰
选取寨卡病毒E蛋白III区(EDIII)作为免疫原, 设计构建了一种脂质纳米材料递送的mRNA疫苗候选EDIII-mRNA. 该疫苗可刺激小鼠产生剂量依赖性的高水平的E蛋白特异的IgG抗体和寨卡病毒中和抗体, 产生Th1细胞偏向的IFN-γ、TNF-α和IL-2细胞因子并可有效降低寨卡病毒感染, 阻断寨卡病毒的垂直传播. EDIII-mRNA可作为寨卡病毒疫苗新的候选.
利用5′帽子亲和层析纯化IVT mRNA
杜彬荷, 林金钟
介绍了一种新型的IVT mRNA纯化方法, 利用eIF4E蛋白的m7G结合特性, 筛选出3种候选蛋白, 制备成亲和填料, 实现高度选择性纯化. 该方法有效分离带有5′帽结构的mRNA, 简便的氯化钠梯度洗脱, 保持mRNA结构和功能. 提高药物疗效、降低生产成本, 改善安全性, 为大规模mRNA药物制备提供创新解决方案.
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