解説記事NEW06/23
siRNAの製造工程とは？2本の鎖を別々に作って合わせるまで
siRNAの原薬は、センス鎖とアンチセンス鎖を別々に合成・精製してから二本鎖に組み上げます。
分析 ・ 核酸医薬（mRNA・siRNA・pDNA）
核酸医薬の純度・含量とは？（全長率・二本鎖含量・濃度）
siRNA/ASO/mRNA/pDNAなどの核酸医薬では、全長率やn-1などの不純物、二本鎖含量、そして濃度・含量が品質と用量精度を左右する。
- 代表的な方法
- IP-RP-HPLC/UPLC（UV、確認用にESI-MS連結）＋ssオリゴはCGE-LIF、二本鎖含量はnon-denaturing SEC/IP-RP、含量はε260（最近接塩基法）に基づくA260
純度・含量を見る理由
- 全長率・n-1不純物は活性と安全性に影響
- 二本鎖含量はsiRNAのアニーリング品質を示す
- 濃度・含量は用量精度に直結する
関わる規制ガイドライン
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純度と含量の評価は核酸医薬の規格管理の中心です。
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手法の比較 ― どの方法で測るか
| 手法 | 原理 | 何が分かる | 使い分け |
|---|---|---|---|
| UV分光（A260） | 260nmの吸光で核酸を定量 | 濃度・含量、A260/A280純度比 | ルーチン定量の基本 |
| IEX/RP-HPLC（UPLC） | 電荷・疎水性で分離 | 全長率・n-1等の不純物（%） | 純度評価の主力 |
| キャピラリー電気泳動（CE） | 高分解能で鎖長を分離 | 全長率・短鎖不純物 | 高分解能の純度評価 |
| 蛍光定量（Oli/RiboGreen） | 蛍光色素で高感度に定量 | 低濃度の含量 | 微量試料の定量 |
| IP-RP-LC-MS（不純物の質量同定） | イオンペア逆相で分離しESI-MSで各ピークを質量同定 | n-1/n+1・脱保護体・(P=O)等の構造帰属、全長確認 | UVで分けた類縁物質の正体確定（別の原理の同定） |
| CGE-LIF（キャピラリーゲル電気泳動） | ゲル分離＋レーザー誘起蛍光でssオリゴ/RNAを鎖長分離 | 全長率・短鎖不純物（高分解能）、RNA鎖長純度 | CEより高感度・高分解能なオリゴ/RNA純度の相補確認 |
| dsRNA-ELISA / HTRF（J2抗体） | 抗dsRNA抗体(J2)で二本鎖RNAを免疫定量 | IVT mRNA中のdsRNA不純物量 | mRNAの免疫原性に関わるdsRNAを定量管理 |
現場の基準 ― 装置・パラメータ
★ 代表的な基準法IP-RP-HPLC/UPLC（UV、確認用にESI-MS連結）＋ssオリゴはCGE-LIF、二本鎖含量はnon-denaturing SEC/IP-RP、含量はε260（最近接塩基法）に基づくA260
代表的な装置・ベンダー
- IP-RP-UPLC（全長率・類縁物質）Waters ACQUITY Premier Oligonucleotide BEH C18 1.7µm／XBridge Premier Oligonucleotide BEH C18 2.5µm、旧OST BEH C18 2.1×50mm；Agilent AdvanceBio OligonucleotideWaters, Agilent
- IP-RP-LC-MS（不純物の質量同定）ACQUITY Premier＋BioAccord/Xevo（QTof）、Agilent 1290 Infinity II＋6545 QTof；移動相 TEA/HFIPまたはhexylamine/HFIPWaters, Agilent
- CGE-LIF（ssオリゴ・RNA鎖長純度）SCIEX PA 800 Plus／BioPhase 8800＋RNA 9000 Purity & Integrity Kit（SYBR Green II、50–9000 nt）SCIEX
- 含量（A260）NanoDrop One/Eight、Cary 60、Agilent Cary 3500；ε260は最近接塩基法で個別算出Thermo Fisher, Agilent
- 二本鎖RNA(dsRNA)含量（mRNA）J2抗体ベース dsRNA ELISA（GenScript L01020）、HTRF dsRNA(IVT) Kit（Revvity）；抗体は概ね≥40 bpのdsRNAを認識GenScript, Revvity, Jena Bioscience
- pDNAアイソフォーム純度／含量AEX-HPLC（Tosoh TSKgel DNA-NPR、Thermo DNAPac PA200、Waters BioResolve）でscDNA%を定量；絶対含量はddPCR（Bio-Rad QX200）/dPCR（Thermo QuantStudio Absolute Q）Tosoh, Thermo Fisher, Waters, Bio-Rad
主な管理パラメータ
IP-RP：イオンペア剤/HFIP組成（TEA15mM/HFIP400mM等）、カラム温度（変性60–75℃ vs 非変性条件）、グラジエント勾配、検出波長260nm、注入量・カラム負荷ε260算出：最近接塩基法（ハイポクロミシティ補正、個別配列ごと）、ssRNAでの過大評価補正；A260測定の希釈直線性・パス長CGE-LIF：ゲルロット、分離電圧/時間、サンプル脱塩・濃度、内部標準/ラダー、LIFゲインdsRNA-ELISA：標準曲線（dsRNA標準）、回収率、希釈直線性、抗体ロット（認識下限 bp）、マトリクス干渉二本鎖含量：非変性条件の温度管理（解離回避）、アニーリング比（センス/アンチセンス）、単鎖過剰の定量システム適合性：全長と隣接n-1の分離度（Rs）、繰返し注入のRSD、ピーク非対称性、検出直線性（面積百分率の妥当性）
出典PMID 41977479ICH Q6BICH Q2(R2)DOI 10.1021/acs.analchem.7b04000DOI 10.1039/D0AY01498BDOI 10.1002/elps.202300035PMC11435032DOI 10.1038/s41598-018-37642-z
許容基準・別の方法での確認・落とし穴を見る
なぜこれが基準法か
合成オリゴ（siRNA/ASO）では、イオンペア逆相のUV面積百分率で全長率とn-1/n+1・脱保護体・(P=O)などの類縁物質を分離・定量するのが純度の代表的基準法。MS連結で各不純物を質量同定でき、n-1のような近接ピークの帰属が確定する。鎖長の高分解能確認はCGE-LIFが相補。二本鎖含量は非変性条件でアニーリング体を分離して定量。含量はBeer-Lambert（A=εcl）で、ssオリゴは最近接塩基法のε260を用いるのが必須（個別配列ごとに算出、汎用係数は不可）。mRNA/pDNAでは別系（dsRNA-ELISA、AEX、dPCR）が中心となる。
典型的な許容基準・規格
合成オリゴ（siRNA/ASO）の純度はIP-RP/CGEのUV面積百分率で「全長率」を、n-1・n+1・脱保護体・(P=O)等の主要類縁物質を個別/合計で規格化するのが一般的（製品個別に設定）。重要：ICH Q6Bは生物学的製品の一般枠組みだがDNA/合成オリゴを直接カバーせず、ICH Q3A/Bの低分子不純物閾値も適用されない。オリゴ特有のICH/FDA定量・同定閾値は存在せず、許容基準は製品ごと・工程一貫性ベースで設定し、各ロット同等性で管理する（FDAのCMC運用）。含量はラベル表示量に対する%（例 90–110%等）を製品個別に設定。二本鎖含量はsiRNAでアニーリング体%として規格化。mRNAのdsRNAは「できる限り低減」を方針とし、ELISA/HTRF等で工程管理値を設定。pDNAは%supercoiled（例 ≥80–95%、製品/当局合意で設定）。規制根拠：ICH Q6B（一般枠組み）、ICH Q2(R2)（分析法バリデーション）、FDA/USPのオリゴCMC運用。
別の方法での確認
分離原理の異なる手法を組み合わせて純度・含量を相互確認する。全長率/類縁物質：IP-RP（疎水性）×CGE-LIF（鎖長）×AEX-HPLC（電荷）、ピーク帰属はIP-RP-LC-MS（質量）やイオンモビリティMSで確定。含量：A260（ε260最近接塩基法）×蛍光定量（Oli/RiboGreen）×（pDNA/mRNAは）dPCR/ddPCRの絶対計数。二本鎖含量：非変性SEC/IP-RP×UVの融解曲線（Tm）。mRNAのdsRNA：J2-ELISA×HTRF×BLI。pDNAアイソフォーム：AEX-HPLC×CGE×（必要に応じ）AUC。LC-MSによる同一性（配列/質量）と純度を併読し、規格全体の整合を担保する。
よくある落とし穴と対処
- 全長とn-1が分離せず全長率を過大評価BEH C18系の長カラム・浅いグラジエント・適正温度に最適化し、Rsを規定。CGE-LIFやIP-RP-MSで別の方法での確認しピークを質量帰属
- 含量を汎用係数（40µg/mL/A260等）で算出し系統誤差ssオリゴは最近接塩基法のε260を個別配列ごとに算出（ハイポクロミシティ補正）。ssRNAオーバーハングでの過大評価を考慮
- siRNAの二本鎖含量を変性条件で測り解離・誤判定非変性（低温・低有機溶媒）条件で測定。SEC/IP-RPで二本鎖と単鎖を分離し、温度とアニーリング比を管理
- IP-RP-MSで金属付加体・TEAイオン抑制によりMS感度/質量精度低下脱塩・キレート（EDTA/トリエチルアミン酢酸の最適化）、HFIP比調整、必要に応じhexylamine系へ。MSは同定用、定量はUV面積で担保
- mRNAのdsRNAをドットブロットのみで判断し感度不足・半定量J2ベースELISAやHTRF（ドットブロットより高感度）で定量化。標準・回収率・抗体認識下限(≈40bp)を検証し別の方法（ELISA＋HTRF/BLI）で確認
こんな場面で使う
- siRNA二本鎖の含量・アニーリング確認
- オリゴ/mRNAの全長率・不純物評価
- 原薬・製剤の濃度・含量測定
主な測定項目
- 全長率・n-1等の不純物（%）
- 二本鎖含量（%）
- 濃度・含量（A260/蛍光）
関連分析とのつながり
純度・含量を評価するときのポイント
全長率とn-1等の不純物を分けて見る
二本鎖含量でアニーリング品質を確認する
濃度はUVと蛍光で目的に応じて使い分ける
HPLCとCEで分解能を補完する
標準品・参照配列で同定を担保する
用量精度のため含量規格を設定する
