hC Bio完成A轮融资，tRNA技术大有可为？

2022年2月23日，基于tRNA疗法专注于针对蛋白质功能障碍的药物研发公司hC Bioscience（简称“hC Bio”）宣布完成2400万美元的A轮融资。本轮融资由强大的投资者财团牵头，包括ARCH Venture Partners、Takeda Ventures 和 8VC。

hC Bio正在推进两个互补平台，其中一个叫PTCX（“Patch”）平台：“无义突变”或提前终止密码子（PTC）导致蛋白质功能障碍，PTCX利用tRNA抑制遗传密码中的这种问题，从而产生正确的全长蛋白质。

另一个基于tRNA的平台名为SWTX（“Switch”），以针对错义突变引起的疾病；SWTX旨在纠正导致疾病的蛋白质中的这种突变。

近两年，专注于tRNA疗法的创新药企业在融资市场表现不俗：

Shape Therapeutics是一家专注于开发下一代RNA靶向疗法的生物技术公司，2021年7月宣布完成1.12 亿美元 B 轮融资；

ReCode Therapeutics主要利用 LNP 递送技术开发一系列创新疗法，公司针对囊性纤维化 (CF) 和原发性纤毛运动障碍 (PCD) 适应症已开展多项基于tRNA和mRNA的开发工作，2021年10月宣布完成了8000万美元B轮融资；

2021年11月，著名生物医疗风投机构Flagship Pioneering宣布成立Alltrna公司，并投资5000万美元，以开发创新tRNA治疗药物，用于治疗由基因突变驱动的罕见和常见疾病。

此外，国内tRNA知名专家夏青也于2021年9月创立启夏解码生物，公司平台包括三个方向，分别是抑制性 tRNA 系统、密码子扩展系统，以及小分子通读系统，旨在攻克罕见病的无义突变治疗。

转运RNA（Transfer RNA，tRNA）是一种由76-90个核苷酸所组成的RNA，其3"端可以在氨酰-tRNA合成酶催化之下，接附特定种类的氨基酸。转译的过程中，tRNA可借由自身的反密码子识别mRNA上的密码子，将该密码子对应的氨基酸转运至核糖体合成中的多肽链上。

在构成密码子的 64 种核苷酸组合中，有 61 种编码用于将氨基酸并入翻译核糖体上正在生长的多肽链中，而三种（UAA、UAG 和 UGA）用于发出翻译终止信号。将最初编码氨基酸的密码子转换为终止密码子之一的突变（通常是单核苷酸替换）称为无义突变，会导致蛋白质编码序列中出现提前终止PTC。翻译在 PTC 处过早终止，会导致截短的蛋白质产生，该蛋白质没有功能，甚至对细胞有害。无义突变占导致疾病的所有遗传病变的 10%–15%，导致近 1000 种严重的遗传疾病。

最新研究进展

2019年2月，University of Rochester的研究者Lueck等人在Nature Communications上发表题为“Engineered transfer RNAs forsuppression of premature termination codons”的文章。研究发现，由于给定的同源氨基酸（isoacceptors），存在多个具有独特序列（isodecoders）的 tRNA 基因，导致在人类基因组中注释了 >400 个 tRNA。研究者通过构建支持反密码子工程化tRNA（ACE-tRNA）高通量克隆 (HTC) 和在递送至哺乳动物细胞后使用发光定量测量 PTC 抑制的质粒体系，确定了具有高度抑制活性的 ACE-tRNA。

ACE-tRNA与筛选质粒

2021年6月，University of Hamburg的研究者Albers等人在Nature Communications上发表题为“Repurposing tRNAs for nonsensesuppression” 的文章。研究者从头（de novo）设计了具有无义抑制效果的tRNA，可有效地抑制大肠杆菌中的UGA终止密码子。此外，作者还以2.9Å的分辨率测定了当A位点与UGA终止密码子结合时，候选tRNA及核糖体复合物的结构，并发现A位点配体（即tRNA或释放因子RF）的不同性质可以诱导不同的终止密码子构象，从而允许无义突变的纠正或遗传密码子扩展。

无义抑制tRNA结构

2021年11月，北京大学刘涛团队与华东师范大学叶海峰团队合作，在Nature Chemical Biology期刊发表了题为：Genetic-code-expandedcell-based therapy for treating diabetes in mice。研究者通过在胰岛素基因上引入琥珀密码子，并将氨酰tRNA合成酶和tRNA一同整合到哺乳动物细胞基因组中，构建了细胞治疗系统，命名为 NATS系统。在ncAA刺激下，氨酰tRNA合成酶催化形成ncAA-tRNA，然后ncAA-tRNA识别琥珀密码子启动胰岛素的翻译。研究人员比较了NATS系统和经典的转录水平调控开关的调控速度，结果证明，NATS系统接触ncAA刺激1分钟就足以激活蛋白翻译，在加入ncAA刺激2小时后就可以检测到目的蛋白表达。

关键词：药物研发