N₃-PEG-cRGD（叠氮-聚乙二醇-环肽RGD）

N3-PEG-cRGD 是带有叠氮基团（N₃）的聚乙二醇（PEG）末端修饰环状RGD肽。RGD序列可特异性识别肿瘤细胞上整合素αvβ3受体，常用于靶向肿瘤的新型递送系统中。N₃基团可通过点击化学与含炔烃的结构高效连接，便于与多种纳米材料偶联。此材料兼具靶向性与功能化潜力，广泛用于靶向纳米载体和诊疗一体化系统。

一、基本信息与分子结构

中文名称：叠氮-聚乙二醇-环肽RGD

英文名称：N₃-PEG-cRGD

别称：叠氮功能化聚乙二醇-cRGD、N₃-PEG-cyclic RGD、点击化RGD接头、点击化聚乙二醇-cRGD、多肽靶向接头

多肽序列：一般为环状RGD肽，如 c(RGDfK) 或 c(RGDyK)，其中R为精氨酸、G为甘氨酸、D为天冬氨酸、f为D-苯丙氨酸、y为酪氨酸，K为赖氨酸。

分子结构概述：

N₃-PEG-cRGD 是一种功能化的靶向多肽分子，分为三个主要结构部分：

N₃（叠氮基团）：具备高度化学活性，可用于铜催化下的点击化学（CuAAC），或铜自由点击化学（SPAAC）与环炔（DBCO、BCN）连接；

PEG（聚乙二醇）链段：长度可定制，常见分子量为500、1000、2000或3400 Da，赋予分子亲水性、柔性和生物相容性；

cRGD（环状RGD肽）：能够特异性结合肿瘤细胞表面的整合素（尤其是αvβ3和αvβ5），实现细胞靶向递送。

分子特性简述：

此类分子常被用于纳米材料表面修饰、靶向载体构建、成像探针修饰、靶向药物前药体系等领域。

二、合成路线与结构验证

1. 合成步骤总览：

常规合成路径可分为以下步骤：

（1）合成N₃-PEG-NH₂ 或 N₃-PEG-COOH：

从商业化NHS-PEG-N₃原料或通过氯化/活化步骤将PEG-OH转换为N₃-PEG；

若使用PEG-NH₂与叠氮代烷烃（如NHS-N₃）反应也可得到N₃-PEG。

（2）合成cRGD多肽：

通常采用固相合成法（SPPS）制备线性RGD；

利用Lys（K）或其他氨基酸上的侧链连接形成环状结构；

可引入功能基团如羧基、氨基、马来酰亚胺等用于偶联。

（3）偶联反应（胺-酸缩合或点击反应）：

若cRGD带有-NH₂，则与N₃-PEG-COOH进行EDC/NHS偶联；

若cRGD带有DBCO或BCN结构，则与N₃-PEG通过SPAAC反应直接偶联；

得到*终产物N₃-PEG-cRGD。

2. 结构验证方法：

三、功能与生物机制

1. cRGD功能机制

环状RGD肽（如c(RGDfK)）能选择性结合整合素受体 αvβ3、αvβ5，这些受体高表达于：

血管生成活跃的肿瘤组织；

内皮细胞；

肿瘤转移灶；

肿瘤干细胞群体。

结合机制为：

RGD序列模拟细胞外基质蛋白（如纤维连接蛋白）中的识别序列；

通过RGD与整合素的高亲和结合，实现肿瘤细胞选择性识别与摄取；

可增强药物、探针、递送系统的靶向性与摄取效率。

2. N₃结构的功能作用

叠氮基团为点击化学中的关键官能团，可与以下基团反应：

炔基（Alkyne）：在Cu(I)催化下快速形成三唑环（CuAAC）；

应力环炔（如DBCO、BCN）：无需铜催化即可进行SPAAC反应；

用于材料表面修饰：如脂质体、聚合物微粒、量子点、碳点、蛋白、核酸修饰等。

四、典型应用方向

1. 靶向纳米药物递送系统构建

将N₃-PEG-cRGD偶联至纳米粒（如PLGA、脂质体、MSN、石墨烯氧化物）表面；

增强粒子与肿瘤细胞的结合能力；

应用于递送药物如DOX、PTX、siRNA、miRNA、mRNA等；

达到肿瘤特异性聚集与释放。

2. 肿瘤成像探针修饰

将N₃-PEG-cRGD与荧光探针（Cy5.5、ICG、FITC）、MRI对比剂（Gd³⁺）、PET探针（⁶⁴Cu）连接；

构建整合素靶向的肿瘤显影系统；

应用于活体成像、术中导航、肿瘤边界识别等。

3. 多功能微环境响应平台搭建

N₃-PEG-cRGD 可与ROS响应型载体（如TK聚合物）、酶响应结构、酸性pH响应结构结合，实现：

多刺激联合释放；

靶向进入肿瘤后再响应释放药物；

降低正常组织损伤。

4. 细胞识别与组织工程

修饰在水凝胶、支架材料上实现细胞导向附着；

用于血管化支架、神经导管、肿瘤组织模型的构建。

五、发展前景与研究趋势

1. 临床转化潜力

N₃-PEG-cRGD 属于低毒高选择性功能化连接子，具备以下优势：

与FDA已批准的cRGD肽结构相似；

PEG链安全性已广泛验证；

可模块化构建多类药物递送系统；

已在多个动物模型中证实其靶向效果。

未来可用于构建临床级：

靶向化疗药物（RGD-Doxil）；

靶向核酸药物；

靶向光热治疗/光动力治疗系统。

2. 热点研究方向

 推荐试剂：

海藻酸钠载体微球
二氧化硅包覆海藻酸钠复合水凝胶珠
基于海藻酸钠的壳聚糖/锰凝胶微球
角蛋白/海藻酸钠多孔复合材料 GFK-SA
AIE功能性海藻酸钠/壳聚糖聚电解质胶体粒子 Alg-AIE/CS
海藻酸钠的乙酰化改性
共负载药物和纳米粒的海藻酸钠水凝胶
壳聚糖-海藻酸钠 CS-SA 微球