一種獨特的帽，助力高純度mRNA疫苗研發

mRNA疫苗是一種基于mRNA分子的疫苗，通過輸送編碼抗原的mRNA分子來達到預防感染的目的。相比傳統的疫苗技術，mrna疫苗具有制備快、應用廣、副作用少等優點，因此被廣泛關注和研究。mRNA疫苗作為一種新穎的疫苗技術，被廣泛研究和應用。尤其這近年來，在對抗冠狀病毒方面，mRNA疫苗宛如救星。

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近日，名古屋大學的一個研究小組開發了一種方法，利用一種獨特的帽，可以很容易地分離所需的帽狀mRNA，以生產高純度的高活性mRNA疫苗，這個帽就是“PureCap”。

這種“Purecap”技術提取了高達100%的純cap2型mRNA，顯示出刺激免疫系統的蛋白質產量提高了3-4倍。這些結果為更純凈的疫苗提供了可能性，這些疫苗由雜質引起的炎癥風險更低。他們的研究結果發表在《自然通訊》雜志上。

mRNA疫苗已成功用于治療冠狀病毒的變體。這給研究人員帶來了未來將其用作癌癥疫苗的希望。然而，疫苗的純度阻礙了這一目標，因為雜質會觸發免疫系統。這可能會引起注射部位周圍的炎癥，這是接種疫苗的常見副作用。

mRNA疫苗中的雜質通常在封頂階段引入。在這一階段，一個帽狀結構被添加，以改善mRNA的翻譯，并保護和穩定它。cap只能添加到單鏈mRNA上，所以理想情況下，疫苗應該包含100%純單鏈mRNA。然而，可能存在不需要的mRNA雙鏈，降低其純度。

由于單鏈和雙鏈mrna具有不同的性質，它們可以使用一種稱為反相高效液相色譜(RP-HPLC)的技術進行分離。這項技術根據mrna的疏水性或親水性，即它們對水的排斥或吸引來分離它們。

由名古屋大學科學研究生院的Hiroshi Abe教授，項目助理教授Masahito Inagaki和項目副教授Naoko Abe領導的研究小組與東京醫學和牙科大學合作，使用了一種獨特的PureCap方法在蓋膜階段引入疏水標簽。標記的mRNA在RP-HPLC階段很容易分離。然后通過光處理很容易地去除標簽，從而產生98%-100%純度的疫苗。

Hiroshi Abe說:“當我們在圖表上看到RP-HPLC過程完全分離了帶帽和未帶帽的rna時，我們對結果感到非常興奮?！薄皩τ陂L4247個堿基的冠狀病毒mRNA，我們成功地使用PureCap方法生產了純度超過98%的蓋帽mRNA?！?/p>

研究小組特別關注了動物和植物細胞中存在的一組帽結構，稱為Cap0, Cap1和Cap2。盡管Cap2存在于動物和植物細胞中，但由于無法獲得純凈的帶帽mRNA以確保公平的測試，因此對其功能的評估一直很困難。

到目前為止，mRNA疫苗中使用的Cap結構僅限于Cap0和Cap1型。然而，我們使用我們的技術制造了Cap0, Cap1和cap2型結構，”Abe說?！芭c使用傳統技術合成的mRNA相比，使用PureCap方法合成的高度純化的Cap0, Cap1和cap2型mRNA顯示出較低的免疫刺激活性，這表明它們在藥物中的潛在用途?！?/p>

由于病毒主要產生Cap1 mRNA，免疫系統受到Cap2的刺激較少。這表明，使用Cap2的疫苗在注射時不太可能引起不必要的副作用，如炎癥。然而，它仍然能夠在轉錄時產生病毒蛋白，使疫苗有效。

該小組使用Purecap創建Cap2 mRNA并分析其蛋白質合成能力。他們發現，Cap2 mRNA產生的蛋白質是Cap1 mRNA的3-5倍，這將增強免疫反應。他們還表明，與使用傳統技術合成的mrna相比，他們的cap2型mrna對炎癥反應的刺激更低。

“傳統的mRNA疫苗生產方法無法制備高純度的蓋帽mRNA，這引起了人們對蛋白質合成減少和雜質引發的炎癥反應的擔憂?！薄癙ureCap方法通過選擇性地純化僅帶帽的mRNA來解決這些問題。此外，使用這種技術創建的cap2型結構在蛋白質合成中更有效，對免疫系統的刺激更小。這項技術有可能提高mRNA疫苗的安全性和有效性。這是mRNA醫學實際應用的革命性進步，也加深了我們對mRNA科學基礎的理解。”