Mol Ther Nucleic Acids. 2025 Feb 12;36(2):102485. doi: 10.1016/j.omtn.2025.102485. eCollection 2025 Jun 10.

HuRアンカーを介した3' UTRへの配列最適化AUリッチエレメントの導入によるmRNA翻訳効率の向上

要旨
mRNA技術は、感染症ワクチン、がん免疫療法、タンパク質補充療法、遺伝子編集など、幅広い応用が期待される革新的な治療アプローチとして大きな可能性を秘めています。しかし、mRNAの実用化は、細胞内安定性の低さや一過性のタンパク質発現といった課題によって妨げられてきました。これらの課題に対処するため、我々はmRNA配列、特に非翻訳領域を最適化する新しい戦略として、アデニル酸/ウリジル酸リッチエレメント（AUリッチエレメント）を挿入し、安定性とタンパク質発現を向上させる手法を提案します。我々の調査により、オープンリーディングフレーム（ORF）と3'非翻訳領域（3' UTR）の間にAUリッチエレメントを組み込むことが、他の挿入部位と比較してRNA安定性を著しく向上させることが明らかになりました。我々は、細胞質内のHuman antigen R（HuR）がmRNAの安定性と翻訳を促進する重要なRNA結合タンパク質であることを特定し、HuRノックダウン実験およびAUリッチエレメントとHuRのプルダウンアッセイを通じて確認しました。合理的な設計を通じて、天然のAUリッチエレメントの配列を最適化し、重要な「AUUUA」エレメントを特定しました。これは特定の繰り返し配列を持つことで、タンパク質発現を最大5倍まで増加させることができます。mRNA翻訳を向上させるAUリッチエレメント配列の普遍性を実証するため、コードするタンパク質をルシフェラーゼからEGFP、mCherry、およびオボアルブミン（OVA）に切り替えたところ、天然および改変されたAUリッチエレメント配列のいずれもが、これらのタンパク質の発現を増幅させることがわかりました。結論として、RNA結合タンパク質の機能と非翻訳領域におけるRNA安定性の自然な調節を活用することは、細胞質内でのmRNAの薬物動態を改善し、治療薬としてのmRNAの潜在的な応用範囲を拡大する新しい戦略となります。

キーワード：3′ UTRの合理的設計、AUリッチエレメント、HuR、MT: Oligonucleotides: Therapies and Applications、RNA安定性、RNA結合タンパク質、mRNAワクチン、配列最適化。

製品： LNP用脂質