在mRNA 疫苗和治疗中，dsRNA 作为副产物在体外转录（IVT, In Vitro Transcription）制备 mRNA 过程中产生，能够被细胞内的核酸受体识别，例如 TLR3、MDA5 或者
RIG-I，进而引发天然免疫炎症反应。
瀚海新酶全新推出 RIG-I dsRNA 检测试剂盒，快速评价样本中 dsRNA 的免疫原性。
01
RIG-I如何实现dsRNA的
精准识别与信号转化？
1.RIG-I样受体的结构
高等生物能通过体内的模式识别受体（PRRs），识别出病原相关分子模式（PAMP）。RIG-I 样受体（RLR）在细胞质中侦测 RNA
病毒并诱导免疫反应，是抗病毒天然免疫与适应性免疫非常重要的组成部分。其家族包括三个成员：视黄酸诱导基因 I（RIG-I）、黑色素瘤分化相关基因 5 （MDA5） 和遗传与生理实验分子
2（LGP2）。它们的蛋白质结构类似哺乳动物的内切核糖核酸酶蛋白（Dicer）家族，都含有具有 ATP 酶活性的 DExDH-box 类 RNA 解旋酶结构域。该结构域以及相邻的 C 端结构域是 RNA 结合所必需的[1]。
此外，RIG-I 和 LGP2 的 C 端结构域充当阻遏结构域，确保受体在未与 RNA 结合时保持无活性构象。在 RNA 解旋酶结构域的上游，RIG-I 和 MDA5 都有两个 N 末端 Caspase
激活和募集结构域（CARD），它们通过与线粒体抗病毒信号蛋白（MAVS）的 CARD 结构域相互作用来介导信号转导。LGP2 不具有 CARD 结构域，因此无法与 MAVS 相互作用，其功能可能是作为 RIG-Ⅰ 和 MDA5
介导的信号通路的调节分子[2]。
图1. RLR家族蛋白的结构域示意图
2.特异性识别机制
dsRNA可被识别的结构特征
1. dsRNA 双链体采用 A 型螺旋，这与 dsDNA 的典型 B 型螺旋不同。dsRNA 的大沟比 dsDNA 更窄更深，而小沟更宽更浅。dsRNA 磷酸骨架的这种独特构型以及小沟中暴露的独特 2'
羟基可以通过保守的蛋白质基序特异性识别。特别是，狭窄的大沟包含序列特异性信息，是蛋白质和 dsDNA 相互作用的常见位点，而 dsRNA 不允许插入蛋白质与碱基相互作用。因此，蛋白质-dsRNA
相互作用主要由包含简并序列信息的小沟和磷酸骨架介导，通常不依赖于 RNA 序列[3]。
2. RIG-I 主要识别具有病原体相关分子模式（PAMP）RNA 特征的带有 5'-三磷酸或 5'-二磷酸修饰的双链、短链 RNA[4] 由于多种 RNA 编辑酶的存在，人类和其他高等真核生物的 mRNA 在
5’ 端具有 7-甲基鸟苷（m7G）帽（Cap0）结构并存在 Cap1（N1-2’-O-M）或 Cap2（N1-2-2’-O-M）修饰。该 2’-O-甲基化修饰可避免自身RNA被RIG-I错误识别。
信号传导
机体内：宿主细胞处于静息状态时，RIG-I、MDA5 的 CARDs 区与自身 RD 结构域结合，此时二者处于非活化状态。病毒感染宿主细胞时，RIG-I、MDA5 的 CTD 结构域识别病毒 dsRNA，促进
ATP 水解释放能量，并且发生构象上的改变，致使二者 CARDs 区都被激活，进而活化下游含 CARDs 区的信号接头蛋白——线粒体抗病毒信号蛋白 MAVS，促进干扰素释放。
识别过程的动态机制[5]
图2. RIG-I 激活途径
1. 初始结合：
CTD 结合 RNA 的 5' 三磷酸末端，同时解旋酶结构域与双链区结合，形成初始复合物。
2. ATP依赖的构象变化：
结合 RNA 后，解旋酶结构域水解 ATP，引发 RIG-I 构象改变，使其从闭合状态（无活性）转变为开放状态（活性状态）。
3. CARD结构域暴露：
构象变化导致 CARD 结构域暴露，与线粒体抗病毒信号蛋白（MAVS）结合，形成多聚体复合物，激活下游信号通路（如 NF-κB 和 IRF3），最终诱导I型干扰素和炎症因子表达。
根据受体蛋白的识别作用设计体外检测策略，在没有配体的情况下，RIG-I 的 ATP 酶活性被自抑制，与 dsRNA 的结合可激活 ATP 水解酶活性，且 ATPase 活性高低与 dsRNA 含量成正比，基于这一生化活性检测
dsRNA。
02
新品上线
瀚海新酶 【 RIG-I dsRNA 检测试剂盒 】
1.核心原理
RIG-I 与 dsRNA 结合后，其 ATPase 酶活被激发，将 ATP 水解为 ADP+Pi。本产品通过检测 RIG-I 和样本反应过程中产生的 ADP 量来评价样本中 dsRNA 的免疫原性。
2.产品优势
受体激活体外直评免疫原性
突破原有检测方法，基于对受体蛋白激活程度，直接评价样本免疫原性；
短链RNA高敏识别
短链 RNA
高敏识别，对短序列 dsRNA 识别性更好；
ELISA联检互补评估
与 ELISA 法互为补充，全面评估样本免疫原性；
3.数据展示
识别特异性
单一识别 dsRNA，基本不识别 ssRNA、ssDNA、dsDNA
短链dsRNA识别性
RIG-I
ELISA抗体
RIG-I 对短链 dsRNA 的识别性优于 ELISA 抗原抗体识别
不同方法免疫原性评测结果比对
参考文献
[1] Yoneyama M, Kikuchi M, Natsukawa T, et al. The RNA helicase RIG-I has an essential function in double-stranded
RNA-induced innate antiviral responses. Nat Immunol , 2004 , 5(7): 730 -737.
[2] 王长万, 侯法建, RIG-Ⅰ样受体介导的RNA识别及其功能机制, 生命的化学 , 2024, 44(9): 1682-1692.
[3] Peisley A, Hur S. Multi-level regulation of cellular recognition of viral dsRNA. Cell Mol Life Sci. 2013
Jun;70(11):1949-63.
[4] Paola M. Barral, Devanand Sarkar, Zao-zhong Su, et al. Functions of the cytoplasmic RNA sensors RIG-I and
MDA-5: Key regulators of innate immunity. Pharmacology & Therapeutics , 2009 , 124(2) : 219-234.
[5] Kowalinski E, Lunardi T, McCarthy AA, et al. Structural basis for the activation of innate immune
pattern-recognition receptor RIG-I by viral RNA. Cell. 2011 Oct 14;147(2):423-35.
内容丨市场部、研发中心
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图片丨来源于瀚海新酶
