抗原编码IVT mRNA序列简化加速合成DNA模板生成与表位免疫原性验证

本研究针对mRNA疫苗设计中复杂结构元件影响生产效率和免疫原性验证的瓶颈问题，通过系统解构5'/3'非翻译区(UTR)和poly-A尾等元件，开发了简化结构的抗原编码mRNA平台。研究发现去除稳定化结构后仍能维持抗原呈递功能，并建立基于合成DNA模板(SDT)的快速mRNA生产方法，为高通量表位筛选和个性化癌症疫苗开发提供新策略。

　　

在mRNA技术因新冠疫苗大放异彩的背景下，科学家们发现传统mRNA设计存在"过度包装"问题——为增强稳定性而添加的5'/3'非翻译区(UTR)和poly-A尾等元件，反而可能成为个性化癌症疫苗开发的绊脚石。这些复杂结构不仅延长DNA模板制备周期，更阻碍了高通量肿瘤新抗原筛选的效率。比利时布鲁塞尔自由大学等机构的研究团队在《Molecular Therapy Nucleic Acids》发表突破性成果，通过"分子拆解"策略重新定义了抗原编码mRNA的设计范式。

研究团队采用多学科交叉方法：1) 流式细胞术评估不同结构缺失mRNA在K562细胞和树突状细胞(DC)的蛋白表达；2) ELISA检测T细胞激活相关的IFN-γ分泌；3) 合成DNA模板技术快速生成简化mRNA；4) 脂质纳米粒(LNP)封装验证临床转化潜力。实验使用健康供体外周血单核细胞(PBMC)来源的T细胞和DC，通过电转染实现mRNA递送。

Sequence and chemical modification of in-vitro-transcribed mRNA drives protein expression
通过系统解构EGFP和荧光素酶报告基因mRNA，发现5'帽结构(CAP)缺失会显著降低蛋白表达，而3'UTR和poly-A尾去除仅轻微影响表达。值得注意的是，核苷修饰(N1meΨ/5meC)在不同报告系统中呈现相反效果：降低EGFP表达却增强荧光素酶活性。

Antigen-encoding mRNA allows sequence simplification without compromising antigen presentation
关键突破在于发现9-mer表位编码mRNA去除所有稳定化结构后，仍能通过HLA-I/II分子有效激活T细胞。特别是将27-mer抗原序列精简至仅含免疫优势(ID)表位的9-mer时，T细胞激活效率反而提升1.5倍，这颠覆了传统mRNA设计理念。

A single-antigen mRNA mix elicits comparable T cell activation to tandem minigene mRNA
比较单抗原(SA)mRNA混合体与串联迷你基因(TMG)的免疫效果，证实两者激活T细胞能力相当。但SA-mRNA避免了TMG中表位位置效应导致的激活差异，且合成效率提升3倍。

Single-antigen-encoding mRNA allows minimization of the stabilizing structures
基于前述发现建立的SDT平台，仅需单条含T7启动子和Kozak序列的寡核苷酸即可生成功能性mRNA，使DNA模板制备时间从常规的5-7天缩短至8小时内。

这项研究实现了mRNA技术的"极简主义"革新：1) 证实抗原呈递仅需核心表位序列，无需传统稳定化元件；2) 开发"即插即用"型SDT平台，大幅提升新抗原筛选通量；3) 为个性化癌症疫苗提供模块化生产方案。特别值得注意的是，简化mRNA在LNP递送系统中保持与原设计相当的免疫效果，SM-102脂质纳米粒的封装效率达90%以上，凸显其临床转化价值。该成果不仅解决了肿瘤新抗原验证的瓶颈问题，更开辟了mRNA疫苗"按需定制"的新纪元。