Nature 报道 mRNA 疗法新修饰策略 N4-乙酰胞苷,兼顾高表达与高保真性
Nature | mRNA疗法的新修饰策略:N4-乙酰胞苷兼顾高表达和高保真性
Nature 报道一种用于 mRNA 疗法的新修饰核苷 N4-乙酰胞苷,原文称其在蛋白表达与翻译保真性两个维度上兼顾,区别于目前工业界最常用的 N1-甲基假尿苷(m1Ψ)。mRNA 作为治疗平台已用于疫苗、肿瘤免疫治疗、蛋白替代治疗和基因编辑工具表达,稳定性、免疫刺激与蛋白产量仍是合成 mRNA 治疗设计的核心难题。
合成信使RNA(synthetic mRNA)已成为疫苗、肿瘤免疫治疗、蛋白替代治疗和基因编辑工具表达的重要平台,其设计核心问题是如何同时提高稳定性、降低免疫刺激并增加蛋白产量,而工业界目前最常用的修饰核苷是N1-甲基假尿苷(m1Ψ)。m1Ψ在新冠mRNA疫苗的成功中作用关键[1],但保真性问题随之显露:将其掺入mRNA会引起核糖体+1移码,接种BNT162b2疫苗的小鼠和人体内均检测到针对移码产物的细胞免疫,这可能与m1Ψ诱导核糖体在滑动序列处停滞有关,同义替换滑动序列可部分缓解[4];后续研究还显示,m1Ψ会以密码子位置和tRNA依赖的方式微妙改变氨基酸掺入的保真性,且效果取决于序列上下文[5]。高产量与高保真之间由此形成张力。
与此同时,一种天然存在的胞苷乙酰化修饰——N4-乙酰胞苷(ac4C)——已有相当积累:它由乙酰转移酶NAT10催化、在mRNA编码区富集,能提高靶mRNA的稳定性并在体外和体内促进翻译[2]。但内源性ac4C的作用高度依赖位置:位于编码区促进翻译,落入5'非翻译区则促进上游起始、竞争性抑制正常起始密码子,出现在AUG旁侧Kozak序列中还会直接削弱起始效率[3]。这意味着把ac4c用作合成mRNA的修饰,并非简单的核苷一换了之。
新消息报道的正是这一方向:2026年8月6日上线的Nature研究提出以N4-乙酰胞苷作为mRNA疗法的新修饰策略,可兼顾高表达与高保真性。经核实,该工作对应Schiffers等人2026年发表于Nature的"N4-Acetylcytidine enhances synthetic mRNA translation yield",研究者在多种培养细胞系和原代人单核细胞来源的树突状细胞中,揭示了ac4C是m1Ψ之外一种功能上截然不同的替代选择[7]。
就已有认识而言,这项工作把内源性ac4C促翻译的证据[2]与m1Ψ路线的移码隐忧[4]两条线索接到了一起,为“既要表达量、又要保真性”的老难题提供了一条候选路径。但未解的问题同样清楚:位置效应提示ac4C并非处处有益,处于5' UTR或Kozak情境反而抑制起始[3];而且核苷修饰对mRNA疫苗效果的影响会随脂质纳米颗粒递送系统的化学组成而改变[6],ac4C的优势能否跨越不同递送体系并在体内稳定重现,消息本身并未给出数据,仍有待后续研究回答。
- 1.Modifications in an Emergency: The Role of N1-Methylpseudouridine in COVID-19 Vaccines · ACS Cent Sci 2021
- 2.Acetylation of Cytidine in mRNA Promotes Translation Efficiency · Cell 2018
- 3.Direct epitranscriptomic regulation of mammalian translation initiation through N4-acetylcytidine · Mol Cell 2022
- 4.N<sup>1</sup>-methylpseudouridylation of mRNA causes +1 ribosomal frameshifting · Nature 2024
- 5.N1-Methylpseudouridine and pseudouridine modifications modulate mRNA decoding during translation · Nat Commun 2024
- 6.The impact of nucleoside base modification in mRNA vaccine is influenced by the chemistry of its lipid nanoparticle delivery system · Mol Ther Nucleic Acids 2023
- 7.Acetylcytidine enhances synthetic mRNA translation yield · nature.com 2026
来源:中文产业新闻 · mp.weixin.qq.com