近日,安徽理工大學王文新教授團隊繼在JACS上發表核酸治療遞送系統的突破性工作后,該工作在蛋白治療遞送系統上也實現了重大突破,并以“Guanidyl-Rich Poly(β Amino Ester)s for Universal Functional Cytosolic Protein Delivery and Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR) Cas9 Ribonucleoprotein Based Gene Editing”為題發表在《ACS Nano》上。
蛋白質療法在眾多方面擁有遠超小分子藥物的明顯優勢,但是由于蛋白質遞送技術的限制,特別是基于核酸酶的基因編輯療法,在臨床上的應用十分有限。王文新教授領導的研究團隊采用苯胍基(PG)修飾聚β氨基酯(PAEs),提高了其在細胞質內傳遞蛋白質的適應性。傳統的PAEs載體和其他陽離子聚合物通過靜電作用與核酸分子(如RNA和DNA)復合成為納米顆粒,從而完成細胞轉染。由于蛋白表面復雜的多電荷分布,傳統的PAEs和其他陽離子聚合物在蛋白質遞送上的效率遠不如核酸遞送。王文新教授團隊基于多年核酸遞送載體的研發經驗,首次通過苯胍基(PG)修飾將PAEs開發成為有效的蛋白遞送載體。結合近年來飛速發展的CRISPR基因編輯技術,PG修飾的PAEs將推動基因療法在遺傳病等疑難雜癥治療上的應用。
聚β氨基酯L3和L3PG介導的胞質蛋白在細胞內的遞送
該工作系統性地評估了PG基團對PAEs與蛋白結合、細胞內吞、蛋白功能保護以及溶酶體逃逸的影響。與未修飾的PAEs (L3)相比,富含苯胍基的PAEs (L3PG)具有更高的蛋白質結合能力和細胞內吞效率。這兩種PAEs均表現出可遞送多種蛋白(分子量30-464 KDa,等電點4.3-9)的能力,且遞送效果遠超商業蛋白轉染試劑PULsin和Pierce Protein Transection Reagent。更值得關注的是,L3PG成功地將CRISPR Cas9核糖核蛋白(RNP)遞送到表達綠色熒光蛋白(GFP)的HeLa細胞中,并實現了80%以上的GFP表達敲除。
王文新教授為學校合肥高等研究院講席教授,擔任安徽理工大學精準醫學創新研究院院長、公共衛生學院學術院長。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235篇學術論文,并參與編纂5本學術專著的部分章節,其工作已相繼被多家國際知名媒體采訪和報道56次。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,并擁有34項發明專利,其中30項已有企業合作進行技術轉化,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,被11家國際同行評議雜志聘為編委,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。(撰稿:醫學院 王賢青 編輯:宣傳部 夏雅鳳、陳穎)