Nature | Ribo-seq应用：N⁴-乙酰胞苷提高合成mRNA的翻译产量与保真度

合成mRNA疗法已成为治疗癌症和传染病等多种疾病的通用平台。为了实现细胞内递送，这些mRNA通常被封装在脂质纳米颗粒中，并整合修饰核糖核苷酸以提高稳定性、增强翻译效率并减轻免疫识别。

N¹-甲基假尿苷（m¹Ψ）因其在促进翻译和降低免疫原性方面的有效性，已成为合成mRNA的行业标准。然而，近期研究表明，m¹Ψ可能会损害翻译保真度，导致过早终止和核糖体移码等错误。

这些观察结果凸显了寻找替代或补充策略以优化mRNA疗法安全性和有效性的迫切需求。目前，在约170种已知的RNA修饰中，仅有极少数被评估用于mRNA治疗应用。因此，深入探索不同修饰对翻译动力学和保真度的影响，对于设计下一代mRNA药物至关重要。

2026年7月1日，美国国立卫生研究院Shalini Oberdoerffer和约翰·霍普金斯大学吴斌团队合作，在Nature上发表了题为“N⁴-Acetylcytidine enhances synthetic mRNA translation yield and fidelity”的研究论文。该研究发现，N⁴-乙酰胞苷（ac⁴C）是一种功能独特的mRNA修饰，它在抑制免疫反应方面与m¹Ψ同样有效，同时能带来更高的蛋白产量和翻译保真度。

文章索引

【标题】N⁴-Acetylcytidine enhances synthetic mRNA translation yield and fidelity

【发表期刊】Nature

【发表日期】2026年7月1日

【作者及团队】美国国立卫生研究院Shalini Oberdoerffer和约翰·霍普金斯大学吴斌团队

【IF】48.5

研究结果

一、ac⁴C修饰能有效增强IVT mRNA的翻译

通过在HeLa细胞和无细胞翻译系统中比较不同修饰的NanoLuc mRNA，研究发现ac⁴C修饰的mRNA在蛋白质产量上优于m¹Ψ及其他修饰。

该优势独立于免疫信号或递送方式，并且在表达膜蛋白CD25时同样得以验证。

二、ac⁴C修饰可降低mRNA诱导的免疫应答

在巨噬细胞、树突状细胞等免疫细胞以及小鼠体内模型中，ac⁴C与m¹Ψ均能有效抑制IVT mRNA诱导的免疫应答。

研究表明这可能源于二者都增强了mRNA对RNase T2的抗性，但ac⁴C修饰的mRNA始终表现出更高的蛋白表达水平。

三、核苷酸修饰提高了mRNA上的核糖体密度

利用单分子成像技术（SINAPs），研究发现与未修饰的mRNA相比，ac⁴C和m¹Ψ修饰均能增加翻译活跃的mRNA比例并提高其核糖体负载量。

然而，这些固定细胞的分析未能解释ac⁴C在总蛋白产量上的优势。

四、m¹Ψ修饰减慢翻译延伸速率并激活质量控制通路

采用活细胞成像核糖体流失实验，研究发现m¹Ψ修饰显著减慢了翻译延伸的速率，导致核糖体在mRNA上更易发生碰撞。

这进一步激活了核糖体相关质量控制（RQC）通路，从而限制了功能性蛋白的最终产量。

五、ac⁴C修饰能够维持更高的翻译保真度

通过移码报告系统和Ribo-seq核糖体印迹分析，研究证实m¹Ψ修饰会显著增加+1核糖体移码的频率，特别是在富含U的序列处，这与核糖体碰撞和停滞直接相关。

相比之下，ac⁴C修饰能更好地维持翻译的保真度，避免了此类脱靶效应。

总结
本研究系统比较了ac⁴C与m¹Ψ等核苷酸修饰对mRNA翻译的影响，揭示了ac⁴C在高效表达和高保真度方面的独特优势。研究将翻译延伸速率确立为评估mRNA疗效的关键参数，并提出ac⁴C可作为一种功能上与m¹Ψ互补或在特定场景下更优的修饰策略。