聚乙二醇/氯化钠沉淀法：一种高效可规模化的mRNA直接纯化新策略

【编辑推荐】为解决mRNA大规模纯化中色谱法成本高、步骤繁琐及dsRNA残留等问题，MIT团队开发了基于NaCl/PEG 6000的沉淀纯化技术。该方案直接从IVT粗提液中捕获mRNA，收率达80-93%，纯度80-83%，且无dsRNA形成，为mRNA疗法提供了快速、低成本的平台化解决方案。

　　

mRNA疗法革命下的纯化困境与破局
随着COVID-19 mRNA疫苗的成功，核酸药物领域迎来爆发式增长。但隐藏在光环背后的，是制约产业化的关键瓶颈——现有mRNA纯化技术犹如戴着镣铐跳舞：色谱法需要复杂的缓冲液置换、高温处理，导致mRNA降解风险；超滤技术面临凝胶堵塞；而实验室常用的LiCl沉淀因神经毒性难登工业化舞台。更棘手的是，mRNA分子通过碱基配对(base-pairing)和堆积(base-stacking)形成的复杂三级结构，常使粗提液变成"分子果冻"，直接堵塞色谱柱。如何打破"纯化即瓶颈"的魔咒？麻省理工学院的研究团队在《Process Biochemistry》给出了令人振奋的答案。

技术路线精要
研究采用分级沉淀策略：首先筛选LiCl、NH₄
Ac等12种沉淀剂，通过紫外分光光度计和毛细管电泳评估收率与纯度；随后在1-5 mL规模验证NaCl/PEG 6000组合效果，最后用Arranta Bio提供的不同长度mRNA粗提液（含dsRNA杂质）进行转染实验，通过流式细胞术和Western blot对比商业纯化产品。

关键发现逐层解析
mRNA pure and crude constructs
使用两种含1.5-5 kb mRNA的IVT粗提液（含NTP、酶等杂质），模拟真实生产环境。

Results and discussion

1. 沉淀剂筛选：10% PEG 6000+0.5M NaCl组合脱颖而出，其收率（93%）远超乙醇沉淀（65%），且无需-20°C低温条件。
2. 杂质清除：毛细管电泳显示dsRNA含量<0.1%，优于IEC（离子交换色谱）的0.5-2%。
3. 结构保护：圆二色谱证实沉淀后mRNA二级结构保留完整，5'-帽结构识别率100%。
4. 功能验证：在293T细胞中，沉淀mRNA的GFP表达效率达色谱纯化品的98%，且A549细胞的IL-6分泌水平无统计学差异。

Conclusion
这项研究颠覆性地证明：室温下20分钟完成的NaCl/PEG沉淀，其综合性能媲美多步色谱纯化。尤为关键的是，该方法可直接处理高浓度（10 mg/mL）IVT粗提液，避免传统工艺中5-10倍稀释的耗水步骤。作者特别指出，该技术可无缝衔接连续生物制造（continuous biomanufacturing），使mRNA生产成本降低40-60%。

从实验室到产业的跨越
这项研究的意义不仅在于技术突破，更在于重新定义了mRNA纯化的范式。当全球还在为色谱柱堵塞烦恼时，MIT团队用百年历史的沉淀原理给出了21世纪的解决方案——无需昂贵设备、无需复杂培训，仅用两种常见化学品即可实现符合GMP标准的纯化。正如通讯作者Richard D. Braatz强调的，这种"返璞归真"的策略特别适合资源有限地区的新冠疫苗生产，为核酸药物的全球可及性扫清了关键障碍。未来，结合AI控制的沉淀结晶系统，或将开启mRNA制药的"智能沉淀"新时代。