【飛諾美色譜】封面故事專題 | 色譜技術(shù)在基因治療的具體運用

更新時間：2024-12-10

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近年來伴隨著精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展，個性化新療法，特別是基因治療已成為其中發(fā)展?jié)摿Φ闹委煼较蛑弧?/p>

基因治療（Gene Therapy）是指將外源正常基因?qū)?svg width="10px" height="10px" viewbox="0 0 16 16" class="ZDI ZDI--FourPointedStar16 css-1dvsrp" fill="currentColor">靶細胞，以糾正或補償缺陷和異常基因，從而達到疾病治療的目的。按照使用的核酸不同，又可以分為基于DNA和基于RNA兩大類。基于DNA的主要有CAR-T細胞和CRISPR基因編輯的離體基因治療，體內(nèi)基因編輯(CRISPR等)和遞送基因片段（質(zhì)粒、病毒等載體）的在體基因治療。基于RNA的主要有反義寡核苷酸（ASO）、RNA干擾（siRNA、miRNA）、基因激活（saRNA）、mRNA和RNA編輯（CRISPR）。

本期#封面故事專題我們主要會聚焦分子量較大的基于DNA治療和mRNA治療過程中的色譜技術(shù)方案。

mRNA的質(zhì)量控制

由于mRNA療法會受到大量RNA酶的降解，從而使mRNA的穩(wěn)定性受到影響。為了改善mRNA的效率和穩(wěn)定性，阻止5'核酸酶降解mRNA，現(xiàn)在已經(jīng)創(chuàng)建了各種帽分子來維持珍貴mRNA序列的生物學(xué)穩(wěn)定性。5'帽的多樣性和完整性的分析表征對于分子穩(wěn)定性和給藥安全至關(guān)重要。poly A尾是腺苷的重復(fù)序列（A），在3'端，該尾巴長度的增加為“核心"序列提供了額外的穩(wěn)定性，該序列可保證細胞核中mRNA的穩(wěn)定和細胞質(zhì)中mRNA的降解，調(diào)配mRNA與核糖核蛋白的結(jié)合以及隨后的宿主免疫反應(yīng)。鑒于mRNA穩(wěn)定性的挑戰(zhàn)以及當(dāng)前遞送方式的挑戰(zhàn)，了解poly A尾降解的情況是改善治療的重要方式。基于BioZen 2.6µm Oligo（詳見P202~203）色譜柱，我們以HPLC方法匹配高分辨率質(zhì)譜法（HRMS），以區(qū)分多種帽子及其相對完整性以及Poly A尾的長度解析。

AAV載體的質(zhì)控分析

使用腺相關(guān)病毒(AAV)作為基因治療中ssDNA遞送的有效載體是主流的一種方式。迄今為止，大約有13種不同的血清型被鑒定出具有一系列共同的氨基酸序列。在結(jié)構(gòu)上，病毒衣殼是由三個衣殼或病毒蛋白(VP)以1:1:10(VP1:VP2:VP3)的比例以非共價組裝而成的三角形蛋白質(zhì)二十面體。考慮到血清型和結(jié)構(gòu)蛋白序列之間的相似性，蛋白質(zhì)鑒定、相對蛋白比例和翻譯后修飾評估是至關(guān)重要的。我們使用Biozen Intact XB-C8（詳見P212~213）反相色譜柱，通過LC-MS分析AAV5和AAV9中變性和解離的衣殼蛋白。

與任何蛋白質(zhì)一樣，病毒蛋白(vp)也會受到翻譯后修飾的影響，從而影響穩(wěn)定性、衣殼組裝和整體功效。因此，肽圖譜可用于評估這些修飾的存在和鑒定。Biozen Peptide XB-C18（詳見P204）色譜柱具有良好的峰容量和高水平的序列覆蓋分離。

LNP原料的質(zhì)控

脂質(zhì)納米粒（LNP）是由可電離脂質(zhì)制成的球形囊泡，在低pH值下帶正電（使RNA絡(luò)合）和生理pH值下中性（與帶正電荷的脂質(zhì)體相比，減少潛在的毒性作用）。由于其大小和性質(zhì)，脂質(zhì)納米粒可以通過內(nèi)吞作用被細胞吸收，并且脂質(zhì)在低pH下的電離性可使內(nèi)體逃逸，這允許遞送物釋放到細胞質(zhì)中。此外，脂質(zhì)納米粒通常含有促進細胞結(jié)合的輔助脂質(zhì)，比如填充脂質(zhì)之間間隙的膽固醇，以及減少血清蛋白調(diào)理作用和網(wǎng)狀內(nèi)皮清除的聚乙二醇（PEG）。因此LNP通常有四種成分：輔助脂質(zhì)、陽離子或可電離脂質(zhì)，膽固醇和聚乙二醇化脂質(zhì)。LNP原料的組成對于LNP的形成以及功能具有非常重要的作用。Luna（詳見P266~P290）和Kinetex（詳見P236~264）色譜柱組合通常會用于LNP原料分析，從而把控好遞送的第一關(guān)。

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