N3-PEG-cRGD（疊氮-聚乙二醇-環肽RGD）全解析

一、化學結構與組成

N3（疊氮基團）：
高反應活性的官能團，可通過點擊化學（Click Chemistry）（如CuAAC反應）與其他分子（如炔基修飾的藥物、熒光探針或納米顆粒）高效偶聯。

PEG（聚乙二醇）：
親水性聚合物鏈，提供生物相容性、長循環特性和空間位阻效應，減少非特異性吸附和免疫原性。

cRGD（環肽RGD）：
環狀精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（Arg-Gly-Asp）三肽，特異性結合整合素αvβ3（Integrin αvβ3），該受體在腫瘤血管內皮細胞和多種腫瘤細胞表面高表達。

結構示意圖：

二、核心功能與機制

主動靶向腫瘤

整合素αvβ3靶向：
cRGD環肽與腫瘤血管內皮細胞和腫瘤細胞表面的αvβ3整合素高親和力結合，實現腫瘤特異性富集。

應用場景：
腫瘤診斷（如PET/MRI成像）、藥物遞送（如化療藥物、基因載體）和光熱治療（如負載光敏劑）。

點擊化學修飾

模塊化設計：
疊氮基團（N3）可與炔基（Alkyne）通過CuAAC反應（銅催化疊氮-炔環加成）高效偶聯，實現功能化擴展。

示例反應：

長循環與隱形特性

PEG修飾：
減少血漿蛋白吸附，延長分子在血液中的循環時間（半衰期可延長至數小時至數十小時），提高腫瘤部位的EPR效應（增強滲透與滯留）。

三、分子量與物理性質

分子量：

PEG鏈長：常見規格為2,000、5,000、10,000 Da（如N3-PEG2000-cRGD、N3-PEG5000-cRGD）

cRGD肽：分子量約600-800 g/mol

總分子量：約2,600-10,800 Da

物理狀態：

白色或類白色固體粉末（干燥狀態）

溶于水、DMSO、DMF等溶劑

儲存條件：

-20℃避光保存，避免反復凍融（建議分裝小份）

四、制備方法

cRGD環肽的合成

固相肽合成（SPPS）：
通過Fmoc/tBu策略逐步構建線性RGD肽，隨后通過環化反應（如頭尾氨基-羧基縮合）形成環狀結構。

關鍵步驟：

脫保護（去除Fmoc基團）

偶聯（加入氨基酸）

環化（使用HATU/DIPEA等偶聯劑）

N3-PEG-cRGD的偶聯

方法一：直接偶聯
將末端含羧基的PEG（COOH-PEG-N3）與cRGD肽的氨基通過EDC/NHS活化后偶聯。

方法二：后修飾法
先合成PEG-cRGD，再通過化學反應引入疊氮基團（如通過疊氮化鈉與鹵代PEG反應）。

純化與表征

純化：
通過高效液相色譜（HPLC）或透析去除未反應原料。

表征：

NMR：確認cRGD環肽與PEG的連接

MALDI-TOF MS：測定分子量

HPLC：檢測純度（通常>95%）

五、應用領域與優勢

腫瘤靶向藥物遞送

機制：
N3-PEG-cRGD修飾的納米顆粒（如脂質體、聚合物膠束）通過cRGD靶向腫瘤細胞，疊氮基團可進一步偶聯化療藥物（如DOX、PTX）或基因載體（如siRNA）。

實驗數據：

體外：在U87MG膠質母細胞瘤細胞中，N3-PEG-cRGD修飾的納米粒的細胞攝取率較無靶向組提高3-5倍。

體內：小鼠模型顯示，靶向組的腫瘤抑制率達70%，而無靶向組僅40%。

腫瘤成像

熒光成像：
通過點擊化學偶聯熒光探針（如Cy5、FITC），實現腫瘤部位的實時成像。

核醫學成像：
連接放射性核素（如??Cu、??Zr），用于PET/CT成像。

光熱/光動力治療

負載光敏劑：
N3-PEG-cRGD修飾的納米顆粒可偶聯光敏劑（如吲哚菁綠ICG），通過近紅外光照射產生熱效應或活性氧，殺傷腫瘤細胞。

六、優勢與局限性

七、未來發展方向

智能遞送系統：

結合pH響應、還原響應等多重刺激，實現更精準的藥物釋放。

聯合治療：

與免疫檢查點抑制劑（如PD-1抗體）聯用，增強*腫瘤免疫應答。

新型環肽設計：

開發對αvβ3整合素親和力更高、特異性更強的環肽序列（如iRGD）。

八、總結

N3-PEG-cRGD作為一種靶向腫瘤的聚乙二醇化環肽，通過cRGD的整合素靶向性和疊氮基團的點擊化學修飾能力，實現了精準遞送+高效偶聯的雙重優勢。其核心應用包括腫瘤靶向藥物遞送、成像和治療一體化。隨著合成技術的優化和多學科交叉應用的發展，N3-PEG-cRGD有望成為下一代腫瘤精準治療的重要工具。

以上資料由小編zhn提供，僅用于科研

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