蛋白質(zhì)療法在眾多方面擁有遠超小分子藥物的明顯優(yōu)勢。首先，蛋白質(zhì)具有特殊的復雜功能，無法被簡單的化合物所模仿。其次，蛋白質(zhì)療法通常具有較小的副作用。此外，某些蛋白質(zhì)在體內(nèi)天然存在，因此免疫原性更低安全性更高。通過有效替代關鍵蛋白或利用核酸酶進行基因編輯，蛋白質(zhì)療法可為多類疾病的治療提供有效方案。然而，盡管蛋白質(zhì)療法前景廣闊，但由于蛋白質(zhì)遞送技術方面的限制，特別是基于核酸酶的基因編輯療法，其臨床應用仍然十分有限。細胞內(nèi)蛋白質(zhì)遞送尤為困難，因為這涉及穿越細胞膜、進入細胞質(zhì)，甚至進入細胞核等目標細胞器。
近期，安徽理工大學“長江獎勵計劃”講席教授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)，旨在提高其在細胞質(zhì)內(nèi)傳遞蛋白質(zhì)的適應性。同時，該研究團隊系統(tǒng)性地評估了PG基團對PAEs與蛋白結合、細胞內(nèi)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(zhì)結合能力和細胞內(nèi)吞效率。這兩種PAEs均表現(xiàn)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(yè)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(xiàn)了80%以上的GFP表達敲除。
圖1: 聚β氨基酯L3和L3PG
圖2：聚β氨基酯L3和L3PG介導的胞質(zhì)蛋白在細胞內(nèi)的遞送
該工作以“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(fā)表在《ACS Nano》上。
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c03269
課題組簡介：
王文新教授目前任職安徽理工大學合肥高等研究院“長江學者獎勵計劃”講席教授，并兼任安徽理工大學公共衛(wèi)生學院學術院長。王教授2010年在歐洲組織工程和再生醫(yī)療國際協(xié)會（TERMIS-EU）年會上榮獲再生醫(yī)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(fā)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(xié)會）頒發(fā)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(jié)炎、關節(jié)軟骨缺損、骨缺損、牙科骨/軟組織修復、皮膚創(chuàng)傷修復等醫(yī)療方向的廣泛應用；基因治療—十余年深耕研發(fā)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(fā)明了超支化聚β氨基酯該大類材料家族用于遺傳物質(zhì)的體外和體內(nèi)遞送，并成功應用于，包括EB基因替代和編輯療法等在內(nèi)，多種擁有完全自主知識產(chǎn)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(yè)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(fā)表235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(xié)會會刊》，Angewandte Chemie《德國應用化學》，Advanced Materials《先進材料》，Nano Letters《納米快報》，ACS Nano 《美國化學學會納米雜志》，并參與編纂5本學術專著的部分章節(jié)。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(chuàng)建了應用和轉化自己研發(fā)技術的5家生物技術公司：Vornia Ltd. （已被世界五百強企業(yè)Ashland-美國亞什蘭醫(yī)藥集團收購）， Blafar Ltd.（總部位于愛爾蘭都柏林），孛朗孚（杭州）生物科技有限公司，Branca Bunús Ltd.（總部位于愛爾蘭都柏林）和北京瑞熙天成生物科技有限公司，并擁有34項發(fā)明專利，其中30項已有企業(yè)合作進行技術轉化。
王文新教授現(xiàn)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，如比利時科學研究基金會佛蘭德斯委員會、歐盟FP7框架和Horizon2020的瑪麗居里基金會、加拿大渥太華研究基金會、葡萄牙科學基金會、捷克科學基金會、英國醫(yī)療研究委員會、英國工程和物理科學研究委員會、以色列科學基金會、奧地利科學基金會等。王教授還被11家國際同行評議雜志聘為編委，如Journal of Nanobiotechnology《納米生物技術雜志》、Polymer《高分子》、Biomedical Materials《生物醫(yī)學材料》、Materials《材料》和《林產(chǎn)化學與工業(yè)》等。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。
