PEG化脂质mPEG-DMG：mRNA-LNP递送系统的关键稳定剂

mPEG-DMG 是一种在脂质纳米颗粒（LNP） 递送系统中非常重要的PEG化脂质辅料。

 

特性	描述
化学名称	1,2-二肉豆蔻酰-rac-甘油-3-甲氧基聚乙二醇2000
常见别名	DMG-PEG2000, DMG-mPEG2000
分子式	C₃₄H₆₆O:(C₂H₄O)ₙ (n≈44, 对于PEG2000)
CAS号	160743-62-4 (也存在1397695-86-1 的说法，需注意规格)
分子量	约 2509.2 g/mol (平均值)
外观性状	白色/类白色固体粉末或粘稠液体（取决于分子量）
溶解性	溶于氯/仿、甲醇、DMSO等有机溶剂，热水中也可溶
储存条件	-20°C，避光，防潮，避免反复冻融

 

结构和成分

mPEG-DMG 是一种两亲性聚合物，它的分子结构可以看作由三部分组成：

• 亲水性的“头”：甲氧基封端的聚乙二醇（mPEG）。这条亲水的PEG长链（分子量通常为2000 Da ）是发挥空间稳定作用的核心部分。
• 疏水性的“尾”：二肉豆蔻酰基甘油（DMG）。这部分含有两条14个碳的肉豆蔻酰基（C14:0）链，它们像两只“锚”，能够牢固地插入LNP的脂质双层中，将整个分子“锚定”在纳米颗粒的表面。
• 连接键：mPEG和DMG之间通常通过酯键（ester bond） 连接 。这种键具有一定的可水解性，意味着它在体内环境中会逐渐断裂，有助于PEG层的脱落和药物释放 。

 

⚙️ 在LNP中的作用机制

在LNP的配方中，mPEG-DMG虽然通常只占很小的摩尔比例（约1.5-2%），但其作用却至关重要：

• 空间稳定与防止聚集：mPEG-DMG的PEG链在LNP表面形成一个亲水性的“保护层”，通过空间位阻效应（Steric Hindrance），有效防止颗粒在储存和体内递送过程中相互聚集、融合，维持LNP粒径的均一和稳定 。
• 延长血液循环时间 & “隐形”效果：PEG保护层能够减少血液中血清蛋白等成分在LNP表面的吸附（减少蛋白冠形成），并帮助LNP躲避体内单核吞噬系统（MPS，如肝脏巨噬细胞）的识别和清除，从而使LNP在体内的循环时间显著延长，有更多机会到达目标作用部位 。这也就是常说的赋予LNP“隐形”特性。
• 调节LNP的表面性质：通过覆盖LNP表面，mPEG-DMG能调节LNP的表面电荷、亲疏水性等，影响其与细胞的相互作用。
• 影响体内分布与靶向性：PEG化脂质的种类和含量可以影响LNP在体内的分布趋向。例如，含有像DMG-PEG2000这样短酰基链的PEG脂质，旨在实现体内逃逸的同时能够相对快速地解离（其体内半衰期通常小于30分钟 ），这有助于LNP在到达靶点后释放其包裹的药物。

 

主要应用

mPEG-DMG的应用主要集中在生物医学领域的前沿：

• mRNA疫苗与 therapeutics：mPEG-DMG是辉瑞/BioNTech的COVID-19 mRNA疫苗（BNT162b2） 中LNP系统的关键组分之一 。它也广泛应用于其他基于mRNA的治疗性药物的LNP递送系统。
• siRNA药物递送：用于递送小干扰RNA（siRNA），用于基因沉默疗法 。
• 其他核酸药物递送：还可用于包裹和递送质粒DNA（pDNA） 、微小RNA（miRNA）、CRISPR-Cas9基因编辑系统等核酸药物。
• 传统脂质体药物的修饰：也可用于修饰传统的脂质体药物，改善其药代动力学特性。