自 1961年 messenger RNA (mRNA) 將遺傳訊息轉變成蛋白質的作用被發現以來，研究學者進行了無數次嘗試將 mRNA 應用在治療上。如今，在 COVID-19 大流行期間 mRNA 疫苗的成功應用獲得了全球的認可，這使得研究學者的努力得到了回報。近期發表在 Nano Today 期刊中，報導了過去 60年期間以來 mRNA 治療的關鍵里程碑，包括奈米顆粒的傳遞系統開發的突破。除此之外，mRNA 設計和合成方面的技術創新也被提出進行相關討論，其中更包含應用於 Pfizer/BioNTech BNT162b2 COVID-19 疫苗的 TriLink's CleanCap^® 技術。

mRNA 在奈米療法的關鍵里程碑
1984年發現可以利用 SP6 RNA polymerase 在體外大規模合成 mRNA 且在 1993年時研究觀察到以編碼流感蛋白之 mRNA 可在免疫小鼠上引發細胞免疫反應，這些研究奠定了 mRNA 在奈米療法的重要基礎且促進了 mRNA 修飾技術和以奈米顆粒為基礎之傳遞系統的重大進展。2020年，兩種針對 COVID-19 的 mRNA 疫苗（輝瑞/BioNTech BNT162b2 和莫德納 mRNA-1273）的成功應用成為推動 mRNA 在奈米療法未來發展的重要轉捩點。

mRNA 設計與修飾
mRNA 療法所面臨的最大挑戰在於需盡可能地減少對於體外轉錄 mRNA 的先天免疫反應。為了解決這個問題其中一個方法是在體外轉錄mRNA的5'端加上Cap 1 的結構的加帽反應，以做為自身分子的標記，使免疫原性降低，提高 mRNA 的穩定性並促進更有效的轉譯作用。傳統的加帽方法為在 mRNA 轉譯後利用特殊的酵素接合，但因此方法成本較高而衍生出了其他的替代的方案，其中一種替代方案為以 cap 類似物做為 RNA 聚合酶的基質進行共轉錄加帽，然而這種方法可能加帽到 mRNA 的另一端，而抑制了核醣體的辨識，為了避免這個問題，額外加入了抑制反向加帽類似物 anti-reverse cap analog (ARCA)，但仍受限於低效率加帽反應。TriLink 的 CleanCap^® cap analogs 不僅提高了加帽效率，並且透過共轉錄加帽和形成 Cap 1 結構，提供了更具擴展性、更具成本效益的解決方案。

mRNA poly (A) tail、非轉譯區 (UTRs) 與編碼序列 (CDS) 也被用來提高 mRNA 療法的體內療效。研究證實合成長度約 120個核苷酸 poly (A) tail 的 mRNA 最為理想，且同時在3'非轉譯區增加 GC 含量可提高 mRNA 的穩定性。將修飾核苷如假尿苷 (Ψ) 和 N1-甲基假尿苷 (m1Ψ) 加入編碼序列可以減少發炎反應，但不影響蛋白質表現。

未來展望
mRNA 設計的改良和奈米顆粒遞送系統的日益開發有望產生出許多更進一步的 mRNA 奈米療法。而值得注意的是，mRNA 奈米療法治療癌症的臨床試驗已經產生令人鼓舞的結果。

原始文章>>

特色產品：CleanCap^® mRNA Capping Analogs 

Article reference: Su, L, Xu, M, Ji, Z et al. Delivery of mRNA for cancer therapy: progress and prospects, Nano Today 53, 102013 (2023)