（从左至右）尹秀彬博士、博士生赵亨坤、南在焕教授、李英硕教授
自新冠疫情以来，mRNA疫苗作为新一代制药技术受到了关注。mRNA疗法通过传递遗传指令，使细胞产生特定蛋白质以发挥治疗作用。然而，据报道，其在老年或肥胖患者中的疗效会下降。为解决这一局限，韩国研究人员重新设计了mRNA的一个关键调控区域，提高了治疗性蛋白质的生产效率，开发出一种即使在衰老和肥胖条件下也能保持有效性的新一代mRNA平台。
韩国科学技术院（校长李光亨）于3月10日宣布，由生物脑工程系李英硕教授和韩国天主教大学（校长崔俊圭）南在焕教授共同领导的研究团队，通过精确设计mRNA关键调控区域——5'非翻译区（5'UTR）*的序列，开发出了新的mRNA平台。
*5'非翻译区（5'UTR）：mRNA中启动并调控蛋白质生产的区域。该区域的设计影响蛋白质合成的数量和速度。
研究团队分析大规模生物信息学数据集，确定了能够在不同细胞环境中更高效地产生蛋白质的5'UTR序列。应用这些设计的序列后，即使在衰老和肥胖的临床前模型中，也显著增强了蛋白质产量和免疫反应。
mRNA是一种长单链RNA分子，是产生身体所需蛋白质的蓝图。它由几个部分组成：启动和调控蛋白质生产速度的5'UTR；包含特定蛋白质遗传信息的编码序列（CDS）；帮助维持mRNA在细胞内稳定性的3'非翻译区（3'UTR）；以及进一步增强稳定性并支持蛋白质合成的多聚腺苷酸尾（poly(A) tail）。
在这些组成部分中，5'UTR和3'UTR并不决定产生的蛋白质类型，但在调控蛋白质合成效率方面起着关键作用。因此，这些区域作为提高包括疫苗和治疗药物在内的各种mRNA疗法性能的关键生物工程平台，正受到越来越多的关注。
为了识别能够在多个组织和细胞环境中促进蛋白质生产的高效5'UTR序列，研究团队对大规模生物数据集进行了整合分析。这包括多种分析方法，如用于分析跨组织基因活性的RNA测序（RNA-seq）、用于检查单个细胞水平基因表达的单细胞RNA测序（scRNA-seq），以及用于测量实际蛋白质翻译效率的核糖体图谱分析（Ribo-seq）。
研究人员还关注到，在衰老或肥胖条件下，细胞通常会经历高水平应激——尤其是氧化应激——这会降低其合成蛋白质的能力。当将新设计的mRNA疗法应用于衰老和肥胖的临床前模型时，结果显示，与现有方法相比，蛋白质产量和免疫反应均有显著改善。预计这项研究不仅适用于mRNA疫苗，还可应用于包括基因疗法和免疫疗法在内的广泛生物制药技术。
韩国科学技术院生物脑工程系李英硕教授表示：“这项研究通过分析大规模生物数据，确定了使mRNA更高效地产生蛋白质的设计策略，”并补充说，“这项技术将为确保mRNA疫苗和疗法在老年或肥胖患者等药效可能下降的环境中仍然有效提供重要基础。”
在本研究中，韩国天主教大学的尹秀彬博士和韩国科学技术院的博士生赵亨坤作为共同第一作者。研究成果于1月2日在线发表在国际知名期刊《分子治疗》（Molecular Therapy，影响因子12.0）上，该期刊是基因和细胞治疗领域的领先期刊。
（论文标题：“设计5'UTR序列可提高mRNA疗法在衰老和肥胖临床前模型中的能力”，DOI：10.1016/j.ymthe.2025.12.060）
本研究得到了韩国国家研究基金会（由科学技术信息通信部资助）的优秀青年研究员计划和生物医学技术发展计划、食品医药品安全处的传染病应对创新技术支持计划，以及韩国保健产业振兴院的传染病预防和治疗技术发展计划的支持。
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