干货 | 编码型circRNA药物开发：如何打通蛋白表达与功能实现的关键POC闭环？

在circRNA药物研发中，编码型circRNA的核心目标，是通过环状RNA实现稳定、持续的目标蛋白表达。基于这一特点，编码型circRNA在蛋白替代、疫苗抗原表达及功能蛋白递送等方向受到关注。相比更侧重靶点调控和分子互作的非编码circRNA，编码型circRNA的早期评价更聚焦于一个核心问题：候选分子能否有效翻译目标蛋白，并实现预期功能。

这一过程并不只取决于分子是否成功成环。IRES等翻译元件的选择与匹配、ORF序列设计、密码子优化、UTR区域设计、环化效率、原液质量以及递送体系适配，都会影响最终表达表现。对于编码型circRNA项目而言，概念验证阶段需要重点判断表达水平是否清晰、表达持续性是否稳定、目标蛋白功能是否得到验证，以及体内结果是否具备进一步研究价值。

因此，概念验证（POC）不仅是早期实验结果的确认，更是围绕候选分子建立连续评价路径。通过对序列设计、翻译元件优化、原液制备、体外表达、递送适配和体内功能表现等环节进行系统评估，研发团队可以更早比较不同候选分子的表达差异、功能表现和开发潜力，为后续工艺优化、药效研究及临床前开发提供参考。

吉赛生物circRNA概念验证平台基于这一逻辑，面向编码型circRNA项目，提供覆盖上述核心环节的系统化技术支持。平台致力于帮助客户在早期阶段打通技术壁垒，建立更明确的候选分子筛选依据。

接下来，我们通过几个研究案例，看看编码型circRNA在概念验证阶段如何围绕蛋白表达与功能实现开展候选分子评价。

中山大学附属第一医院张弩团队围绕胶质母细胞瘤免疫治疗需求，结合翻译组学分析对lncRNA H19的编码潜力及其在肿瘤免疫调控中的作用开展研究。

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研究发现，lncRNA H19在胶质母细胞瘤中可编码蛋白H19-IRP，并参与构建免疫抑制性肿瘤微环境。机制研究表明，H19-IRP可通过调控CCL2及LGALS9等免疫相关分子的表达，促进髓源性抑制细胞浸润并抑制T细胞功能，从而推动肿瘤进展。

基于H19在肿瘤组织中的高表达特征及其编码抗原属性，研究团队以H19-ORF序列作为抗原来源，设计并构建编码型circRNA疫苗circH19-vac，并采用脂质纳米颗粒（LNP）进行包封递送。

在体内实验中，肌肉注射circH19-vac后可有效表达H19-IRP抗原，并激活抗原特异性CD8⁺ T细胞反应，同时促进IFN-γ分泌水平升高。在胶质母细胞瘤原位小鼠模型中，该疫苗能够重塑肿瘤免疫微环境，降低免疫抑制细胞浸润，增强T细胞抗肿瘤活性，从而抑制肿瘤生长并延长生存时间。

该研究表明，编码型circRNA可作为抗原表达平台用于肿瘤疫苗开发，通过诱导特异性细胞毒性T细胞免疫反应实现肿瘤干预。

circH19-vac疫苗的抗原来源机制及胶质母细胞瘤体内免疫激活示意图

山西医科大学卞伟团队联合优环生物戴东升及广州大学陈鲲团队围绕肥胖症及其相关代谢综合征的长效干预需求，构建了CircGDF15@LNP纳米递送体系，用于评估编码型circRNA作为长效代谢调节蛋白表达平台的可行性。

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肥胖症及其代谢并发症的长效干预受蛋白药物半衰期短、给药频繁等因素限制，而GDF15作为关键代谢调节因子，在抑制食欲与调控能量代谢过程中发挥重要作用。基于此，研究团队通过蛋白质工程引入糖基化修饰并突变泛素化位点获得高稳定性GDF15突变体，结合序列优化策略构建CircGDF15，并利用肝靶向LNP对其进行包封递送。

结果显示，与线性mGDF15 mRNA相比，CircGDF15具有更高的核酸酶抗性与结构稳定性，可在体外及体内实现更持续的长效GDF15蛋白表达；同时，该LNP递送体系在肝靶向富集能力、递送效率及生物相容性方面表现良好。

在体外实验中，CircGDF15可显著延长靶蛋白的细胞内半衰期。在饮食诱导的肥胖小鼠模型中，低频给药（两周一次）即可实现持续平稳减重，显著减少多部位脂肪沉积，并改善葡萄糖耐量与胰岛素敏感性，其长期代谢调节效果优于线性mRNA对照方案，且未观察到明显器官毒性或系统性炎症反应。

该研究表明，编码型circRNA结合蛋白质工程可作为长效治疗性蛋白原位表达平台，在肥胖症及代谢性疾病的长效干预中具有潜在应用价值。

CircGDF15@LNP介导的GDF15表达及其改善代谢紊乱的作用机制示意图

美国密歇根大学朱贵志团队联合中国科学院杭州医学研究所张煜团队围绕呼吸道传染病疫苗开发与局部免疫策略开展研究，构建编码甲型流感M2e抗原的circRNA疫苗circRNA-M2e，用于评估编码型circRNA在呼吸道黏膜免疫中的应用潜力。

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M2e为甲型流感病毒高度保守抗原区域，具有作为通用流感疫苗候选抗原的潜力。研究团队基于M2e编码序列设计circRNA结构，并引入Kozak序列及IRES元件以增强翻译效率，同时采用SM-102 LNP进行肺部递送。

结果显示，经气管给药后，LNP体系可提高circRNA-M2e在肺部的滞留时间，并有效递送至抗原呈递细胞，维持较线性mRNA更持久的抗原表达能力。在体内免疫评价中，circRNA-M2e可诱导M2e特异性T细胞反应及体液免疫反应，并在致死性H1N1流感攻击模型中显著提高小鼠存活率，减轻体重下降及临床症状，其整体保护效果优于修饰型线性mRNA对照。

安全性评估显示，低剂量多次肺部给药未观察到明显呼吸道炎症或组织损伤。

该研究表明，编码型circRNA可作为呼吸道局部抗原表达平台，在黏膜免疫激活及呼吸道传染病防护中具有应用潜力。

circRNA-M2e疫苗的制备、肺部递送及抗流感免疫保护机制示意图

多伦多大学李博文团队围绕肿瘤局部RNA递送效率不足及细胞因子系统性毒性限制问题，构建肿瘤定制化LNP递送系统，用于递送编码IL-12的circRNA，并评估其在肺癌免疫治疗中的应用潜力。

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IL-12作为关键免疫调节因子，可促进T细胞及NK细胞介导的抗肿瘤免疫反应，但其系统性应用存在明显毒性限制。为解决该问题，研究通过组合化学方法筛选可电离脂质，构建肺癌靶向LNP体系（H1L1A1B3），并结合PIE环化策略制备IL-12 circRNA。

结果显示，该LNP体系可高效递送IL-12 circRNA，并在体内外实现较线性mRNA更持久的IL-12表达。在Lewis肺癌模型中，IL-12 circRNA-LNP可显著延缓肿瘤进展，并与抗PD-L1免疫治疗产生协同效应，提高CD8⁺ T细胞与Treg比例，增强IFN-γ相关抗肿瘤免疫反应。

在原位非小细胞肺癌模型中，气管内给药可实现肺部IL-12局部富集，降低肿瘤负荷，同时安全性评估显示AST与ALT指标维持在正常范围内，未见明显系统毒性。

该研究表明，编码型circRNA可作为细胞因子局部表达平台，用于肿瘤免疫微环境调控及联合免疫治疗策略开发。

气管内给药LNP-circRNA治疗小鼠NSCLC

复旦大学璩良团队联合中国科学院罗聃团队及海军军医大学徐沪济团队围绕体内直接生成工程化免疫细胞的策略，提出基于circRNA的in vivo panCAR技术平台，用于评估非整合型RNA在体内免疫重编程中的应用潜力。

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该策略通过LNP递送编码CAR结构的circRNA，在体内诱导生成CAR-T细胞，并同步形成CAR-NK细胞及CAR巨噬细胞等多类免疫效应细胞，实现对B细胞的广泛清除及免疫系统重塑。

结果显示，与线性mRNA相比，circRNA可显著延长CAR蛋白表达时间窗口，提高体内持续作用能力。在小鼠荷瘤模型中，该系统可有效抑制肿瘤生长，并与circRNA肿瘤疫苗联合后表现出协同增强的抗肿瘤效应。

在系统性红斑狼疮及过敏性哮喘模型中，in vivo panCAR可清除外周及组织驻留B细胞，改善相关免疫病理表型。在衰老小鼠模型中，该策略可重建免疫系统功能，恢复免疫稳态。

在非人灵长类食蟹猴模型中，该系统成功实现B细胞清除，作用窗口期约40–50天，且B细胞再生主要来源于骨髓naïve B细胞，同时未观察到明显安全性问题。

该研究表明，编码型circRNA可作为体内细胞工程化平台，用于多谱系免疫细胞重编程及多疾病模型干预研究。

In vivo panCAR有效缓解系统性红斑狼疮（SLE）肾炎和过敏性哮喘症状

In vivo panCAR有效逆转衰老

In vivo panCAR实现了非人类灵长类食蟹猴体内B细胞深度清除

纵观上述前沿案例，编码型circRNA在应对不同疾病需求时，其底层序列设计、体内翻译效率及递送体系的适配均面临高度定制化的挑战，这进一步凸显了早期系统性概念验证的必要性。

吉赛生物依托circRNA概念验证平台，全面覆盖从序列设计优化、分子制备、递送体系适配，到体外表达验证与体内评价的完整技术链条，为编码型候选分子的筛选与功能确证提供全流程技术支持，助力研究团队高效完成早期成药性评估，稳步推进新药研发管线。

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