环形RNA和mRNA相比,有哪些好处?
王泽峰
mRNA
RNA
2022-12-14
mRNA最大的问题它是不是很稳定,尤其体外合成的mRNA,所以为了提高mRNA的稳定性,通常序列设计的时候要加很多RNA的结构进去,但加RNA的结构后,这种mRNA相对结构少的mRNA就相对稳定一些。因为有结构的mRNA,细胞会把它认为是病毒来的RNA,那么它就会有天然免疫反应来攻击结构mRNA,所以它会诱导细胞免疫反应。细胞免疫反应最典型的结果就是它把所有的翻译都抑制了,细胞就会就会死掉,在这种情况之下,副作用就非常大。
 
副作用这个问题困扰领域非常多年,一直到Drew Weissman在2006年发现RNA进行修饰后,就可以把天然免疫原性降下去。Moderna发现RNA加个帽子,加个修饰以后它就相对稳定,可以被翻译。但是生产又有问题,因为加了修饰的碱基,从DNA往RNA生产转录就是个问题,转录效率非常低。Moderna就加了很多工程化的酶可以生成带修饰的RNA,更加稳定,不会产生免疫原性,这就是它的技术壁垒。
 

对于环形RNA,它第一个就是稳定,不需要进行修饰,免疫原性就低。可以绕开mRNA很多问题。同时因为环形RNA稳定,所以用它来做mRNA药物,它的治疗窗口非常好,这样在mRNA不好用的情况下,环形RNA就是可以做。
分享发现可翻译环状RNA的过程
王泽峰
RNA
2022-12-14
最开始我们发现环形RNA,是因为做EST测序的时候会看到很少,因为大部分人做这个测序的时候,它是要用poly(A)来建库,所以富集大部分是线性RNA,其实环形RNA很多,但是没发现。一直到2010年-2011年左右,大家发现环形RNA到处都是。
 
环形RNA,它的功能其实有很多不一样的地方,我们现在基本上把它分成两类,一种是主动功能,一种是被动功能。主动功能和被动功能是指可以发生编码功能和非编码功能。被动功能是指环形RNA它的序列跟线性的基因很多地方是重合的,线形RNA可以结合一些,比如MicroRNA,环形RNA也可以,这样环形RNA就成为线性RNA的竞争物,它存在于体内,但它很多情况下有的量高,有的大部分量低,在里面起到调节作用,我称这个是被动功能。
 
但我们实验室认为它是可以进行编码功能,就是天然环形RNA是可以进行编码功能。我们在2015年初证明了环形RNA可以编码,加一段IRES就可以。为了翻译功能99%的RNA需要添加5’的帽子(cap),都是帽子依赖型翻译(cap-dependent translation)。
 
而对于环形RNA或者一些病毒(virus)可以不从头开始翻译,从中间开始翻译。我们证明在环形RNA里面,如果它有IRES元件(Internal Ribosome Entry Sites)这就可以从中间开始被翻译。
 
后来新冠疫情来了,环形RNA突然火起来,大家都认为环形RNA比mRNA稳定,可以代替成下一代mRNA。

作为全球细胞外RNA首次的发现人,分享一下发现细胞外RNA过程及细胞外RNA的一些情况
张辰宇
细胞疗法
细胞开发
RNA
2022-12-14
我当时做的是代谢研究,做到一个蛋白UCP2,这个蛋白在心肌细胞和骨骼肌细胞里面有mRNA,但却检测不到对应的蛋白。在2003年的时候,MIT的一个博士后他在论文还没正式发表的时候,就来哈佛做了报告,他发现在哺乳动物细胞中也有miRNA的作用,能够阻止mRNA向蛋白质的翻译,而不影响mRNA本身。我当时立刻意识到,这很可能能和我们的课题密切结合。
 
我当时在美国的实验室的研究方向是固定的,难以开展新研究,于是我让我在国内实验室的学生陈熹,开始研究miRNA及其作用方式,这也是当时国内最早做miRNA研究的。
 
在2006年,我意识到现在发现的MicroRNA功能,在细胞内的功能,miRNA的作用说得好听些是精确调节,往不好了说,细胞内miRNA的作用非充要条件,或者是可有可无的。但是细胞中存在着这么一大类miRNA,在科学逻辑上不应该可有可无。
 
那我从研究的“时空”去看,研究的“时”,从进化上来看,在更原始的动物里面,MicroRNA的作用是不是不可或缺的。“空”就是拓展到细胞外有没有稳定存在的MicroRNA。
 
100年来,经典的生物化学的概念是RNA在细胞外不能稳定存在。由于到处存在的RNA的水解酶,所以细胞外RNA的存在形式,它不管的是MicroRNA也好或者别的RNA也好,都会被降解,只有降解碎片不能有功能。
 
我们研究发现细胞外存在完整的MicroRNA,这开启了一个新的领域。体内的细胞外RNA最重要的作用就是疾病的分子表型或者分子生物标记(biomarker)一类的。
 
接着研究体液内的包括乳液、尿液里面,这些MicroRNA是从破碎的细胞里漏出来的,还是细胞分泌出来的?最后我们发现所有的细胞都能分泌MicroRNA,当细胞受到刺激以后,首先能够选择性地把特定的MicroRNA包裹进外泌体或者微小囊泡,这些微小囊泡带着MicroRNA分泌到细胞外,进入体液再被输送到相关的组织和器官中去,发挥生物学的功能。
 
这种原理不仅对我们理解疾病的发生有比较重大的作用和意义,这也是我们第三代体内自组装RNA药物的理论基础。
 
2011年我们在体外的环境上,我们发现了稳定存在的MicroRNA并且又突破了经典的概念,这些MicroRNA够被哺乳动物所吸收,到体内发挥跨界调控的作用。这个界指动物、植物、微生物。
 
2020年,我们发现食物中的小RNA在哺乳动物中是在胃里被吸收,不是在小肠,而且这种吸收也是酸依赖性。这个发现本身又颠覆了一个长期以来的消化生理学的概念。认为胃主要是一个机械性研磨的器官,只能吸收水、酒精,还有很少一部分的小分子,这种食物中的小RNA能够被吸收,就是在胃里面吸收的。这样我们不仅发现了小RNA的吸收机制,也为口服小RNA的药物奠定了理论基础。
 
在这个基础上,我们又发现了中药中有存在大量的小RNA,其中在金银花里面有一个特别的小RNA叫MIR2911,由于它特殊的序列GC很多,所以能够抑制已知的94% 的病毒。我们文章发表了以后,在国外的媒体上大家把它叫做“抗病毒的青霉素”。

中美双报对改良新药的监管要求
卢恩先
改良型新药
改良制剂
改良药
2022-12-14
国内二类新药其实跟美国505b(2)是不一样的。二类新药是指已经活性成分的改良,美国505b(2)是借用数据。中国的一类新药,比如像前药,例如刚上市的艾米替诺福韦,它在上市的过程中借用了数据,这在中国是一类新药,而在美国借用数据只能算505b(2);像前几年上市索马鲁肽片剂,它是从注射改口服,这种产品在中国算二类新药,因为这个药物当时用了特殊的辅料,完全没有借用数据,它完全从毒理开始,在美国就算505b(1)。美国的505b(1)和505b(2)是不一样的。
 
所以侧重点不一样,美国只是强调借用数据。
 
中美两国申报过程的数据桥接要求不一样。简单的改良在美国报的时候,做一些三交叉就可以,但是中国一般都要做空腹进食的等效。在美国我们做的产品有时候不等效,但是如果你能用PKPD来解释,不等效也没问题。国内不等效就不能获批。

改良新药的观点
卢恩先
改良型新药
改良药
2022-12-14
法改变适应症,完全是新的作用机理,老药新用,这种改良在中国做得比较少。比较有名的是布地奈德靶向迟释胶囊,用于原发性IgA肾病成人患者。伐尼克兰片用于戒烟,乙酰胆碱阻断剂,后面改成鼻喷剂,可以激活三焦神经,使得眼睛分类泪液达到治疗干眼病的效果。