近年來，環(huán)狀寡核苷酸憑借其獨特的閉環(huán)結(jié)構(gòu)和卓越的生物穩(wěn)定性，逐漸成為生物醫(yī)學領(lǐng)域的研究熱點。這類分子主要包括環(huán)狀RNA（circRNA）和環(huán)狀單鏈 DNA（CssDNA），在疾病診斷和治療中展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，正推動精準醫(yī)療邁向新高度。

環(huán)狀寡核苷酸為何備受矚目？

環(huán)狀寡核苷酸（Circular Oligonucleotide，cOligo）是一種閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)的短鏈核苷酸分子。與線性寡核苷酸不同，環(huán)狀寡核苷酸沒有自由的 5' 或 3' 端，而是通過化學連接或酶促催化形成共價閉合結(jié)構(gòu)。這種環(huán)狀結(jié)構(gòu)賦予其更高的穩(wěn)定性，對核酸外切酶的降解具有更強的抗性（Kool, 1996）。此外，其閉合結(jié)構(gòu)賦予更高的構(gòu)象靈活性，使其在分子識別和功能設(shè)計中更具優(yōu)勢（Chaturvedi & Vukovi?, 2019）。例如，環(huán)狀 RNA 在細胞內(nèi)可穩(wěn)定存在長達24小時，遠超線性RNA的4-7小時（Enuka et al., 2016）。

環(huán)狀RNA（circRNA）：精準醫(yī)療的“多面手”

環(huán)狀RNA（circRNA）作為 RNA 家族的明星成員，是一類具有共價閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)的 RNA 分子，具有高穩(wěn)定性、抗核酸酶降解的特性，在基因調(diào)控、疾病診斷和治療中展現(xiàn)出重要潛力。

（Source: Cai J, et al. 2024）

1、疫苗開發(fā)：利用circRNA 編碼抗原蛋白，并通過脂質(zhì)納米顆粒封裝后注射到體內(nèi)。circRNA 進入細胞后翻譯出相應(yīng)的抗原蛋白，最終由抗原遞呈細胞（APC）呈遞，引發(fā)免疫應(yīng)答。

2、基因表達調(diào)控：合成具有特定功能的 circRNA，例如 miRNA 海綿、蛋白海綿、基因沉默等。通過納米顆粒遞送到靶細胞后，這些 circRNA 可在細胞內(nèi)執(zhí)行相應(yīng)的基因調(diào)控功能。

3、細胞治療：利用circRNA 編碼 CAR（嵌合抗原受體）或 TCR（T 細胞受體）結(jié)構(gòu)蛋白，并封裝于靶向納米顆粒中。通過靜脈注射，可直接在體內(nèi)原位生成 CAR-T 或 TCR-T 細胞，無需復雜的體外病毒改造過程，能夠顯著提高開發(fā)效率、降低開發(fā)成本。

4、其他應(yīng)用：circRNA 具備蛋白翻譯潛力，可用于表達特定蛋白，例如腫瘤免疫調(diào)控細胞因子、高強度結(jié)構(gòu)蛋白（例如蛛絲蛋白），以及 PROTAC 復合物（用于降解特定蛋白）等。

此外，circRNA 可通過 RNA 編輯（ADAR 介導）和 RNA 干擾（RISC 復合體），實現(xiàn)更復雜的基因功能調(diào)控，為藥物研發(fā)開辟了全新路徑。

環(huán)狀單鏈DNA（CssDNA）：基因治療的未來之鑰

作為一種長盛不衰的核酸形式，CssDNA 為基因治療和生物醫(yī)學研究帶來了全新的視角。這一古老分子在現(xiàn)代生物醫(yī)學研究中煥發(fā)出全新活力，憑借其優(yōu)勢成為下一代精準醫(yī)療的核心驅(qū)動力。

（Source: Cai Cao X, et al. 2024）

1、環(huán)狀DNA 適配體篩選：環(huán)狀 DNA 適配體具有較強的核酸酶抗性、熱穩(wěn)定性和結(jié)合親和力，最新研究實現(xiàn)了從環(huán)狀 DNA 文庫中篩選適配體，并開發(fā)了用于靶向遞送的雙特異性環(huán)狀適配體。

2、基于CssDNA 的滾環(huán)擴增（RCA）生成DNAzyme：RCA 利用環(huán)狀 DNA 模板生成長單鏈產(chǎn)物進行信號放大，并可結(jié)合適配體和 DNAzyme 構(gòu)建復雜納米結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于基因治療。

3、miRNA海綿（miRNA Sponge）：基于 CssDNA 的 DNA 海綿相比 RNA 海綿更穩(wěn)定、更高效，能夠有效抑制致癌 miRNA，促進腫瘤抑制基因的表達以實現(xiàn)抗腫瘤作用。

環(huán)狀單鏈 DNA（CssDNA）因其穩(wěn)定性高、可擴增性強，成為基因調(diào)控、核酸酶合成和適配體篩選等領(lǐng)域的重要工具。

合成能力升級，助力寡核苷酸合成研究與應(yīng)用

賽索飛生物憑借十余年寡核苷酸合成經(jīng)驗積累，成功突破技術(shù)壁壘，研發(fā)出化學合成 circRNA 與 CssDNA 工藝，實現(xiàn)高純度、高穩(wěn)定性、精準修飾的環(huán)狀 DNA 和 RNA，并與我們成熟的體外轉(zhuǎn)錄（IVT）circRNA 技術(shù)相結(jié)合，為科研和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用帶來全新選擇，滿足您不同長度、純度等多樣化的研究需求。

案例分析：成功合成 80nt 環(huán)狀 DNA（CssDNA）

圖1. 經(jīng)質(zhì)譜檢測，成環(huán)前后目的分子量相差約為 37，符合實驗設(shè)計預期的線性化 DNA 成環(huán)的特征。該項目線性化 DNA 環(huán)化過程中脫去 2 個水分子，預計成環(huán)后分子量減少~36。

圖2. 利用線性 DNA 消化酶驗證 DNA 成環(huán)效果。同等實驗條件下，經(jīng)線性消化酶處理后，線性 DNA 片段被消化，而環(huán)狀 DNA 無顯著變化。

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作為全球領(lǐng)先的 DNA、RNA、基因、蛋白合成技術(shù)合作伙伴，賽索飛生物憑借多年的技術(shù)沉淀，持續(xù)賦能基因治療、RNA 疫苗與精準醫(yī)療的前沿突破。此次成功開發(fā)化學方法合成環(huán)狀 DNA 和 RNA，標志著公司在核酸藥物開發(fā)領(lǐng)域邁入“環(huán)狀時代”，同時也為生物醫(yī)藥和生命科研研究注入全新動能。

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