12月23日，Molecular Cell在线发表了中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）研究员陈玲玲研究组关于环形RNA的最新研究进展，论文题目为RNA circles with minimized immunogenicity as potent PKR inhibitors。
通过对不同方式体外合成环形RNA的特性比较分析，该研究阐明了体外合成环形RNA免疫原性的问题及分子机制，并发现无免疫原性且具有双链结构的环形RNA能够高效抑制天然免疫因子PKR的激活，揭示体外合成环形RNA用于治疗PKR异常激活相关自身免疫疾病的应用潜能。该工作为进一步研究环形RNA在天然免疫中的功能及机制奠定基础，并为利用环形RNA进行炎症性自身免疫病的干预治疗提供了新途径。
大多数环形RNA来自外显子反向剪接，以共价键形成闭环结构。研究发现这类分子具有独特的生成加工过程，不同于线性RNA的折叠构象，并具有高稳定性。这些特色使得环形RNA在基因表达调控中具有重要功能，包括参与信号转导、细胞增殖、天然免疫调控等，并具有独特的应用潜能。研究体外合成环形RNA的潜在应用需关注两个重要问题，一是如何提高体外合成环形RNA的效率，二是合成的环形RNA是否具有免疫原性。
为阐明上述问题，陈玲玲研究组首先比较了不同方式体外合成环形RNA的效率及免疫原性。目前已知体外合成环形RNA主要有两种途径：基于T4 RNA连接酶的催化直接分子内连接成环，以及基于I型内含子核酶进行自剪接成环。
实验结果表明，T4 RNA连接酶合成的环形RNA，包括可作为核酸适配体的环形RNA和可翻译的环形RNA，均不会引起细胞内天然免疫反应，然而通过两种不同I型内含子T4 bacteriophage和Anabeana自剪接形成的环形RNA均能够引起细胞内天然免疫反应。
陈玲玲研究组前期工作发现，在系统性红斑狼疮病人来源的PBMC或T细胞中过表达含有16-26bp短的双链结构的内源环形RNA可抑制PKR及疾病标志基因的异常激活，提示体外合成无免疫源性且含有短的双链结构的环形RNA有望成为治疗自身免疫疾病的新手段。
目前已报道的抑制PKR异常磷酸化激活的小分子化合物如2-Aminopurine (2-AP)，oxindole/imidazole derivative compound 16 (C16)等，均存在局限性。研究发现，通过T4 RNA连接酶合成的环形RNA，不仅免疫原性低，并且保留了和体内相似的16-26bp短的双链结构。
进一步实验证明，这类体外合成的环形RNA仍能够在体外及细胞内抑制PKR的激活，并且相对于小分子抑制剂具有约千倍以上更好的抑制效果。综上，该研究为进一步应用体外合成的环形RNA奠定了基础，并为研发基于环形RNA技术的核酸适配体和基因治疗领域带来可期前景。研究工作得到中科院、科技部、国家自然科学基金委员会等的支持。