免疫系統(tǒng)中的Toll樣受體7/8(TLR7/8)如同“核酸探測器”,其能專門識別病毒RNA降解產(chǎn)物從而觸發(fā)炎癥反應(yīng)。而人體自身RNA因含Ψ等修飾,卻能“蒙混過關(guān)”。這一現(xiàn)象不僅能解釋mRNA疫苗的低免疫原性,更揭示了生命進(jìn)化中自我-非我識別的精妙機(jī)制。
近日,一篇發(fā)表在國際雜志Cell上題為
“Pseudouridine RNA avoids immune detection through impaired endolysosomal processing and TLR engagement”的研究報(bào)告中,來自慕尼黑大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究首次發(fā)現(xiàn),Ψ-RNA的“隱身術(shù)”源于溶酶體核酸酶RNase T2和PLD外切酶的“選擇性失明”以及TLR7/8受體的“雙重忽視”。
mRNA療法的成功依賴于Ψ修飾的免疫沉默特性,但其分子機(jī)制長期成謎。這項(xiàng)研究中,研究人員旨在揭示Ψ-RNA如何通過溶酶體加工和TLR識別雙重關(guān)卡實(shí)現(xiàn)免疫逃逸,從而為設(shè)計(jì)更安全的RNA藥物提供一定的理論依據(jù)。
文章中,研究人員采用體外轉(zhuǎn)錄的Ψ-RNA、m1Ψ-RNA(N1-甲基假尿苷)及未修飾RNA作為模型,并結(jié)合人源單核細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞及TLR8/7基因敲除細(xì)胞系,系統(tǒng)評估免疫激活差異。研究中所用的關(guān)鍵試劑包括RNase T2、PLD3/4外切酶及TLR特異性抑制劑(如CU-CPT9a)。
Ψ-RNA并不會(huì)激活TLR8
研究發(fā)現(xiàn),RNase T2對Ψ-RNA的切割效率較未修飾RNA下降超90%,且PLD外切酶同樣難以降解Ψ-RNA。在細(xì)胞模型中,Ψ-RNA幾乎無法激活TLR7/8依賴的炎癥因子(如IL-6、IFN-α),而m1Ψ-RNA雖能微弱激活TLR8,但仍顯著弱于未修飾RNA。
進(jìn)一步通過核磁共振(NMR)研究發(fā)現(xiàn),Ψ-RNA傾向于形成A型螺旋構(gòu)象,從而就會(huì)導(dǎo)致RNase T2的B2結(jié)合口袋無法適配,同時(shí)Ψ的N1位甲基化回進(jìn)一步阻礙PLD外切酶的結(jié)合。
Ψ-RNA的免疫沉默并非單一機(jī)制,而是雙保險(xiǎn)。一方面,RNase T2和PLD外切酶無法有效切割Ψ-RNA,從而導(dǎo)致TLR7/8配體生成受阻;另一方面,TLR8的第一結(jié)合口袋忽視Ψ,TLR7的第二結(jié)合口袋則拒絕Ψ-RNA片段。
這項(xiàng)研究中,研究人員首次系統(tǒng)揭示了Ψ-RNA免疫逃逸的分子細(xì)節(jié),其意義遠(yuǎn)超mRNA疫苗領(lǐng)域。Ψ修飾可能是真核生物進(jìn)化出的自我標(biāo)記,其能通過干擾核酸酶和TLR的識別從而避免自身免疫攻擊。這一發(fā)現(xiàn)不僅鞏固了mRNA療法的基石,更為RNA藥物設(shè)計(jì)提供了“精準(zhǔn)調(diào)控免疫原性”的新思路。
m1Ψ雖保留了部分TLR8激活能力,但其免疫原性仍遠(yuǎn)低于未修飾RNA,這就提示,未來RNA藥物或能通過微調(diào)修飾位點(diǎn)的平衡療效與安全性。LC-MS與NMR聯(lián)用則為RNA修飾研究提供了高分辨率工具,未來或有望解析更多免疫隱身修飾(如2'-O-甲基化)的機(jī)制。
正如研究人員所言:“理解Ψ-RNA如何騙過免疫系統(tǒng)就像破解了RNA世界的“隱身斗篷”,下一次疫苗革命或許就藏在下一個(gè)Ψ里?!?/p>
參考文獻(xiàn):Marleen Bérouti,Mirko Wagner,Wilhelm Greulich, et al. Pseudouridine RNA avoids immune detection through impaired endolysosomal processing and TLR engagement, Cell (2025). DOI:10.1016/j.cell.2025.05.032
來源:Bioon細(xì)胞
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