基因治療因其治療多種疾病的前景而成為醫學研究的重要領域。然而，缺乏安全高效的基因遞送載體仍然是大規模臨床應用的主要障礙。盡管病毒載體是高效的載體，但嚴重的安全問題，例如嚴重的免疫反應、病毒成分的激活和有限的插入尺寸等，影響了其應用。對于脂質體載體，脂質復合物在物理環境中的膠體穩定性差。相反，聚合物載體具有多種優點，包括易于操作、修飾和純化、廉價的合成和可擴展性、高轉染效率和低細胞毒性。這些特征使得聚合載體成為未來基因治療應用的極有希望的候選者。
與此同時，聚合物的拓撲結構對基因傳遞效率至關重要，因此，探索新型聚合物結構作為基因傳遞載體引發了廣泛興趣。本研究提出了一種新型的環化階段控制策略，可在不同步驟生長聚合（SGP）階段調節環化傾向。這一策略實現了三種不同環大小和循環拓撲的三維多環聚（β-氨基酯）（CPAEs）的構建。首次利用熒光光譜和二維核磁共振譜驗證了三種CPAEs的獨特拓撲特性，包括不同環類型和末端基團空間分布等。其中A和B的環尺寸偏小，且末端基團被包埋在分子內；而C主要為大尺寸的環，末端基團懸掛在分子外側。
基因轉染實驗結果顯示，相比其他環狀PAEs和支化PAE，大環PAE（MCPAE，C）能顯著增強DNA的壓縮能力，其懸掛功能性末端極大促進了細胞攝取。此外，MCPAE的致密內核能降低其降解速率，進而在溶酶體內酸性條件下對DNA進行保護，最終提升轉染基因表達效率。具有不同末端的MCPAE-C、-G和-M在轉染效率方面優于市售最佳試劑Lipo 3000、jetPEI和Xfect。此外，經過優化末端基團的MCPAE成功應用于體外基因編輯，有效傳遞了編碼Cas9編輯系統的CRISPR-EXON80質粒。
該工作以“3D Macrocyclic Structure Boosted Gene Delivery: Multi-cyclic Poly(β-Amino Ester)s from Step Growth Polymerization”為題發表在《J Am Chem Soc》上。
王文新教授目前任職安徽理工大學合肥高等研究院講席教授，并兼任安徽理工大學公共衛生學院學術院長。王文新教授2010年在歐洲組織工程和再生醫療國際協會（TERMIS-EU）年會上榮獲再生醫學領域青年科學家獎，在2011年榮獲由愛爾蘭國家自然科學基金委頒發的愛爾蘭科學基金會首席科學家獎，并在2014年獲得由蝴蝶寶貝關愛中心（DEBRA協會）頒發的杰出EB患者服務獎。王文新教授與他帶領的研究團隊主要從事高分子可控聚合方法的前沿機理和臨床應用研究，具體為高分子可控聚合機理和動力學控制策略及其在生物功能材料設計與合成中的兩大方向應用：組織工程學—水凝膠以及其他功能性生物材料單獨或結合干細胞療法在骨關節炎、關節軟骨缺損、骨缺損、牙科骨/軟組織修復、皮膚創傷修復等醫療方向的廣泛應用；基因治療—十余年深耕研發報道多種高效聚合物結構用于基因遞送，并通過可控聚合首次攻克和發明了超支化聚β氨基酯該大類材料家族用于遺傳物質的體外和體內遞送，并成功應用于，包括EB基因替代和編輯療法等在內，多種擁有完全自主知識產權的核酸藥物的臨床轉化驗證。
王文新教授的基礎研究以及商業化轉化工作獲得了國際同行的普遍認可和跟進研究報道，目前已發表230余篇學術論文，如Science Advances《科學進展》，Nature Communications《自然：通訊》，Nature Reviews Chemistry《自然綜述：化學》，JACS《美國化學協會會刊》，Angewandte Chemie《德國應用化學》，Advanced Materials《先進材料》，Nano Letters《納米快報》，并參與編纂5本學術專著的部分章節。王教授的工作已相繼被多家國際知名媒體采訪和報道56次，如泰晤士報（Times），英國皇家學會的化學世界（RSC Chemistry World），美國的化學工藝（Chemical Processing），美國科學日報（Science Daily）, RTE 愛爾蘭國家電視臺。在科研成果的轉化方面，王文新教授創建了應用和轉化自己研發技術的5家生物技術公司，擁有34項發明專利，其中30項已有企業合作進行技術轉化。王文新教授現擔任27個國家研究委員會和基金會的評審專家和委員會成員。王教授還被11家國際同行評議雜志聘為編委。王文新教授已先后117次被國際會議和大學邀請作為主要報告人，并作為組織者、會議主席和召集人主辦了33次國際學術會議。（編輯：宣傳部 董坤）
