JP2002518313A - カチオン性両親媒性ミセル複合体 - Google Patents

カチオン性両親媒性ミセル複合体

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Abstract

(57)【要約】 標的哺乳動物細胞中への外来遺伝子および他の生物活性分子の効果的な導入は、当業者が未だに直面している課題である。例えば遺伝子治療は、患者の標的細胞へのトランスフェクションが成功することが必要である。本発明は、哺乳動物の標的細胞への生物活性分子の送達を促進する、カチオン性両親媒性化合物の新規なミセル複合体に関する。この新規なミセル複合体は、カチオン性両親媒性物質、生物活性分子、ポリエチレングリコール(PEG)の誘導体、および場合により共脂質からなる。本発明のさらなる面は、哺乳動物細胞への生物活性分子の送達を促進する方法における標的化物質の使用である。標的化物質は通常、特定の哺乳動物細胞を優先的に標的とするか、またはこれに結合する分子、ペプチド配列、または大きなタンパク質である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、哺乳動物の標的細胞への生物活性分子の送達(および/またはトラ
ンスフェクション)を促進する、カチオン性両親媒性化合物の新規なミセル複合
体に関する。さらに詳細には本発明は、これらのミセル複合体のユニークな性質
、並びに哺乳動物の所望の細胞への生物活性分子の送達を増強するためのカチオ
ン性両親媒性物質のミセルの製造方法と使用方法に関する。本発明の目標は、遺
伝子治療に使用できる新規な複合体を提供することである。本発明はまた、特定
の型の哺乳動物細胞への生物活性分子の送達を促進する標的化物質の使用に関す
る。
【0002】 標的哺乳動物細胞中への外来遺伝子および他の生物活性分子の効果的な導入は
、当業者が未だに直面している課題である。遺伝子治療は、患者の標的細胞への
トランスフェクションが成功することが必要である。それ自体が実用上有用であ
るトランスフェクションは一般に、発現可能なポリヌクレオチド(例えば、遺伝
子、cDNA、またはmRNA)を細胞中に導入するプロセスとして定義される
。このようにトランスフェクションされたコードポリヌクレオチドの発現が成功
すると、細胞内で正常タンパク質が産生される。目標は当然、異常な遺伝子が関
連する症状の矯正に至るに充分な発現を得ることである。
【0003】 遺伝子治療の標的である疾患の例には、嚢胞性線維症、ゴーシェ病、ファブリ
ー病 、および筋ジストロフィーのような遺伝病を含む。代表的な後天性の標的
疾患は、(1)癌では−多発性骨髄腫、白血病、黒色腫、卵巣癌および小細胞型
肺癌;(2)心臓血管症状では−進行性心不全、再狭窄、および血友病;および
(3)神経症状では−外傷性脳傷害がある。
【0004】 一般的な致死性の遺伝子疾患である嚢胞性線維症は、遺伝子治療の標的である
疾患の具体例である。本疾患は、嚢胞性線維症膜貫通調節物質(cystic fibrosi
s transmembrane conductance regulator)(「CFTR」)として知られてい
るタンパク質をコードする遺伝子中の1つまたはそれ以上の突然変異の存在によ
り引き起こされる。嚢胞性線維症は、慢性的喀痰産生、反復性感染および肺の破
壊を特徴とする(ボート,ティー・エフ(Boat, T.F.),マグローヒル社(McGr
aw-Hill, Inc.),1989,p.2649−2680)。CFTR遺伝子の突
然変異がどのように臨床症状を引き起こすか正確には知られていないが(ウェル
シュ,エム・ジェイ(Welsh, M.J.)ら,Cell 73:1251−1254
,1993)、不完全なCl-分泌およびNa+吸収の上昇(ウェルシュ,エム・
ジェイ(Welsh, M.J.)ら,Cell 73:1251−1254,1993;
クィントン,ピー・エム(Quinton, P.M.),FASEB Lett.4:27
09−2717,1990)が広範囲に記載されている。さらには、これらのイ
オン輸送における変化は、表面と腺上皮にわたる体液輸送の変化をもたらす(ジ
ャン,シー(Jiang, C.)ら,Science 262:424−427,19
93;ジャン,シー(Jiang, C.)ら,J.Physiol.(ロンドン),5
01.3:637−647,1997;スミス,ジェイ・ジェイ(Smith, J.J.
)ら,J.Clin.Invest.,91:1148−1153,1993;
およびチャン,ワイ(Zhang, Y.)ら,Am.J.Physiol 270:C
1326−1335,1996)。気道表面液(ASL)の水および塩含量に生
じたこれらの変化は、上皮細胞から分泌される殺菌性ペプチドの活性を減少させ
るか(スミス,ジェイ・ジェイ(Smith, J.J.),Cell,85:229−2
36,1996)、および/または粘液線毛クリアランスを障害し、従って反復
性肺感染と炎症を助長する。
【0005】 粘膜下腺がCF肺疾患の病態生理に寄与することを、いくつかの証拠が示唆し
ている。粘液線毛クリアランスの維持は、線毛運動、ASL深度、およびムチン
含量の協調的調節を必要とする。ASLの量と組成は、上皮と粘膜下腺の両方に
より制御され、かつ細胞容量の推定値に基づくが、後者は粘膜分泌のより重要な
原因であると考えられる。最近の研究はまた、粘膜下腺の分泌細管の漿液細胞が
、ヒト気管支におけるCFTR発現の支配的部位であること、および漿液細胞か
ら分泌される体液が、粘膜細胞により分泌されるムチンを流し出すことを示して
いる。粘膜下腺がCF肺疾患の病態生理に寄与することを示唆する追加の証拠に
は、(1)CFTRは、粘膜下腺の漿液細胞において支配的に発現されること(
エンゲルハート,ジェイ・エフ(Engelhardt, J.F.)ら,Nat.Genet.
2:240−248,1992)、(2)CF患者からの気管粘膜下腺培養液は
、Cl-を分泌できないこと(フィンクバイナー,ダブリュー・イー(Finkbeine
r, W.E.)ら,Am.J.Physiol.267:L−206−L−210,
1996;ヤマヤ,エム(Yamaya, M.)ら,Am.J.Physiol.261
:L−485−L−490,1991;ヤマヤ,エム(Yamaya, M.)ら,Am.
J.Physiol.261:L−491−L−494,1991)、(3)非
CF被験者からの60%を超える粘膜下腺培養液は、ベースライン分泌を示した
のに対して、CF患者からの培養液は、もっぱら体液を吸収したこと(ジャン,
シー(Jiang, C.)ら,J.Physiol.(ロンドン),501.3:63
7−647,1997)、(4)粘膜下腺管の閉塞は、CF患者における最初の
肺症状であり、続いて著しい過形成と肥大が発現すること(オッペンハイマー,
イー・エイチ(Oppenheimer, E.H.)ら,ニューヨーク:Year Book M
edical Publishers,1975、p.241−278)がある
【0006】 CFの病態発生への粘膜下腺の関与を示唆する証拠は、CF肺疾患のための効
果的な遺伝子治療はこれらの構造物を標的にすべきことを、示唆している。CF
TR遺伝子を胚上皮に運ぶために多くの試みがするが、粘膜下腺細胞にはほとん
ど関心が払われなかった。さらに、アデノウイルスベクターの気管内投与後に低
レベルのβ−ガラクトシダーゼ発現が、粘膜下腺において検出可能であったこと
が証明されているが(ピレウスキ,ジェイ・エム(Pilewski, J.M.)ら,Am.
J.Physiol.268:L657−665,1995)、腺トランスフェ
クションレベルは、胚上皮よりも低く、気道内腔からの距離に比例して著しく低
下した。
【0007】 多くの型の生物活性分子の効果的な導入は困難であり、また開発されてきた全
ての方法が、適切な量の所望の分子を標的細胞中へ効率的に送達できたわけでは
ない。生物活性分子の細胞内送達のために標的とされる無損傷組織により提示さ
れる複雑な構造、挙動、および環境は、しばしばこういった送達を実質的に妨害
する。ウイルスベクター、リポソームに封入されたDNA、脂質送達ビヒクル、
および裸のDNAを含む多くの方法が、哺乳動物の細胞中にDNAを送達するた
めに利用されている。現在までに、インビトロ、エクスビボ、およびインビボの
DNAの送達が、上述の方法の多くを使用して証明されている。
【0008】 ウイルスのトランスフェクションは比較的効率的であるが、宿主の免疫応答は
しばしば重大な問題となる。具体的には、ウイルスタンパク質は、細胞傷害性T
リンパ球(CTL)を活性化し、これがウイルス感染細胞を破壊することにより
、試験したインビボモデルの肺における遺伝子発現を終了させる。他の問題は、
抗ウイルス性中和抗体の発生のために、ウイルスベクターを反復投与すると遺伝
子転移が低下することである。これらの問題は現在、ベクターと宿主免疫系の両
方を修飾することが検討されている。さらに、非ウイルス性および非タンパク質
性ベクターが、代替アプローチとして注目されてきている。
【0009】 生物活性分子の細胞内送達を促進するように設計された化合物は、非極性およ
び極性環境(例えば、原形質膜、組織液、細胞内区画、および生物活性分子自体
の中または上)と相互作用しなければならないため、このような化合物は、典型
的には極性および非極性ドメインの両方を含むように設計される。このような両
方のドメインを有する化合物は、両親媒性物質と呼ばれ、このような細胞内送達
(インビトロの応用であろうとインビボの応用であろうと)を促進するための使
用が開示されてきた多くの脂質や合成脂質がこの定義を満たす。生物活性分子の
効率的送達に特に有望な両親媒性化合物の群は、カチオン性両親媒性物質である
。カチオン性両親媒性物質は、生理的pH付近で正に荷電可能な極性基を持って
おり、この性質は、両親媒性物質が例えばDNAのような負に荷電したポリヌク
レオチドを含む、多くの型の生物活性分子とどのように相互作用するかを明確に
するのに重要であると、当該分野において理解されている。
【0010】 生物活性分子の細胞内送達において有用であると記載されているカチオン性両
親媒性化合物の例は、例えば、以下の参考文献に見い出されるが、これらの開示
内容は、参照することにより本質的に本明細書の一部とする。これらの参考文献
の多くはまた、このような応用に適したものにさせることが当該分野において理
解されているカチオン性両親媒性物質の性質、および細胞内送達を目的としてこ
のような両親媒性物質と治療用分子との複合体化により形成されると当該分野で
理解されている構造物の本質についての、有用な考察を含む。
【0011】 (1)フェルグナー(Felgner)ら,Proc.Natl.Acad.Sci.
USA,84,7413−7417(1987)は、N−[1−(2,3−ジオ
レイルオキシ)プロピル]−N,N,N−トリメチルアンモニウムクロリド(「
DOTMA」)を含む正に荷電した合成カチオン性脂質を使用して、トランスフ
ェクションに適した脂質/DNA複合体を形成することを開示している。フェル
グナー(Felgner)ら,The Journal of Biological
Chemisty,269(4),2550−2561(1994)も参照の
こと。 (2)ベール(Behr)ら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 8
6,6982−6986(1989)は、ジオクタデシルアミドログリシルスペ
ルミン(「DOGS」)を含む多くの両親媒性物質を開示している。 (3)エパンド(Epand)らの米国特許5,283,185号は、「DC−ch
ol」と呼ばれる、3β−[N−(N1,N1−ジメチルアミノエタン)カルバモ
イル]コレステロールを含む、追加のクラスおよび種を記載している。 (4)細胞中への生物活性分子の輸送を促進するさらなる化合物は、フェルグナ
ー(Felgner)らの米国特許第5,264,618号に開示されている。「DM
RIE」1,2−ジミリスチルオキシプロピル−3−ジメチル−ヒドロキシエチ
ルアンモニウムブロミド(以下に考察される)を含む、さらなる化合物の開示に
ついて、フェルグナー(Felgner)ら,The Journal of Bio
logical Chemistry 269(4),pp.2550−256
1(1994)も参照のこと。 (5)生物活性分子の細胞内送達に適した両親媒性物質への言及はまた、ゲベエ
フ(Gebeyehu)らの米国特許第5,334,761号およびフェルグナー(Felg
ner)ら,Methods(Methods in Enzymology),
5,67−75(1993)にも見い出される。 (6)ブリアム,ケイ・エル(Brigham, K.L.)、ビー・メイリック(B. Meyric
k)、ビー・クリストマン(B. Christman)、エム・マグヌソン(M. Magnuson)
、ジー・キング(G. King)およびエル・シー・ベリー(L.C. Berry)。「リポ
ソームビヒクルを使用する機能性原核生物遺伝子によるネズミ肺のインビボトラ
ンスフェクション」。Am.J.Med.Sci.298:278−281,1
989。 (7)ガオ,エクス・エイ(Gao, X.A.)とエル・フワン(L. Huang)。「哺乳
動物細胞の効率的トランスフェクションのための新規なカチオン性リポソーム試
薬」。Biochem Biophys Res Commun 179:28
0−285,1991。 (8)ヨシムラ,ケイ(Yoshimura, K.)、エム・エイ・ローゼンフェルド(M.A
. Rosenfeld)、エイチ・ナカムラ(H. Nakamura)、イー・エム・シェラー(E.
M. Scherer)、エイ・パビラニ(A. Pavirani)、ジェイ・ピー・ルコック(J.P
. Lecocq)およびアール・ジー・クリスタル(R.G. Crystal)。「インビボ気管
内プラスミド介在遺伝子転移後のマウス肺におけるヒト嚢胞性線維症膜貫通調節
物質(cystic fibrosis transmembrane conductance regulator)遺伝子の発現
」。Nucl.Acids Res.20:3233−3240,1992。 (9)ジュー,エヌ(Zhu, N.)、ディー・リジット(D. Liggitt)、ワイ・リ
ウ(Y. Liu)およびアール・デブ(R. Debs)。「成体マウスへの静脈内DNA
送達後の全身性遺伝子発現」。Science 261:209−211,19
93。 (10)ソロディン,アイ(Solodin, I.)、シー・エス・ブラウン(C.S. Brow
n)、エム・エス・ブルーノ(M.S. Bruno)、シー・ワイ・チョウ(C.Y. Chow)
、イー・ジャン(E. Jang)、アール・ジェイ・デブ(R.J. Debs)およびティー
・ディー・ヒース(T.D. Heath)。「インビトロおよびインビボ遺伝子送達のた
めの新規なシリーズの両親媒性イミダゾリニウム化合物」。Biochem.3
4:13537−13544,1995。 (11)リー・イー・アール(Lee, E.R.)、ジェイ・マーシャル(J. Marshall
)、シー・エス・シーガル(C.S. Siegal)、シー・ジャン(C. Jiang)、エヌ
・エス・イウ(N.S. Yew)、エム・アール・ニコルズ(M.R. Nichols)、ジェイ
・ビー・ニエツプスキ(J.B. Nietupski)、アール・ジェイ・ジーグラー(R.J.
Ziegler)、エム・レーン(M. Lane)、ケイ・エックス・ワン(K.X. Wang)、
エヌ・シー・ワン(N.C. Wan)、アール・ケイ・シェウル(R.K. Scheule)、デ
ィー・ジェイ・ハリス(D.J. Harris)、エイ・イー・スミス(A.E. Smith)お
よびエス・エイチ・チェン(S.H. Cheng)。「肺への効率的遺伝子転移のための
カチオン性脂質の構造と処方の詳細な分析」。Hum.Gene Ther.7
:1701−1717,1996。
【0012】 さらに、最近発行されたいくつかの米国特許(その開示内容は、参照すること
により本質的に本明細書の一部とする)は、哺乳動物細胞にポリヌクレオチドを
送達するためのカチオン性両親媒性物質の有用性を記述している。(ブリアム(
Brigham)らの米国特許第5,676,954号、およびフェルグナー(Felgner
)らの米国特許第5,703,055号。)
【0013】 上記参考文献で言及される化合物は、生物活性分子の細胞中への移入を促進す
ることが証明されているが、それによって提供される取り込み効率は改善して、
多くの治療応用、特に遺伝子治療を支持しうると考えられる。さらに、上記化合
物の必要量がより少なくなり、このような化合物またはその代謝物の毒性に関す
る懸念を低減することができるように、活性を改善することが要望されている。
【0014】 活性が増強した別のクラスのカチオン性両親媒性物質は、例えば、1998年
5月5日に発行したシーゲル(Siegel)らの米国特許第5,747,471号、
1997年7月22日に発行したハリス(Harris)らの米国特許第5,650,
096号、および1998年1月22日公開のPCT公報WO98/02191
(これらの開示内容は、参照することにより本質的に本明細書の一部とする)に
記載されている。これらの特許はまた、本発明の実施に関連するカチオン性両親
媒性物質の調製法を開示している。
【0015】 活性の増強を引き起こす多くのカチオン性両親媒性物質およびウイルスベクタ
ーが存在するが、特定の哺乳動物細胞に対する脂質および非脂質送達ビヒクルの
結合および標的化の新しい方法が未だに探求されている。遺伝子治療、および生
物活性分子のインビボ、インビトロおよびエクスビボ送達の他の応用のための、
カチオン性両親媒性物質およびウイルスベクターを使用する際に非常に望まれる
因子は、特定の哺乳動物細胞に対して有効に標的とし、かつこれに結合する能力
である。現在まで、特定の細胞型を標的とする効果的な方法は欠如している。特
定の細胞を標的とする能力は、特定の症状を有効に治療するのに必要な、カチオ
ン性両親媒性物質、ウイルスまたは他の送達ビヒクル複合体の用量を減少させ、
それによって高用量の関数である毒性の問題を減少させる。その結果、所望の哺
乳動物細胞に送達される生物活性分子の効率と量を改善する方法は、有効な治療
処理としての、カチオン性両親媒性複合体、ウイルスベクター、および他の送達
ビヒクルの生存活性を増強するために望まれる。
【0016】 したがって、本発明は、哺乳動物細胞への生物活性分子の送達を促進する新規
なミセル複合体に関する。この新規なミセル複合体は、カチオン性両親媒性物質
、生物活性分子、ポリエチレングリコール(PEG)の誘導体、および場合によ
り中性、陽性、または陰性共脂質からなる。これらの新規なミセル複合体は、従
来のカチオン性両親媒性複合体には観察されないユニークな性質を持っているこ
とがある。例えば新規なミセル複合体によって、当業者は、このミセル複合体を
気道上皮細胞に優先的に結合させることができる。また、当業者は、このミセル
複合体を他の特定の細胞型に優先的に結合させることができるか、またはミセル
複合体による送達のために特定の哺乳動物細胞に標的化することができる。
【0017】 本発明は、PEG誘導体および場合により共脂質との混合ミセル複合体を形成
するための、カチオン性両親媒性物質の使用を提供する。生物活性分子の細胞内
送達を促進できる全てのカチオン性両親媒性物質は、本発明の実施において有用
である。本発明は、開示された両親媒性物質に限定されないが、本発明の実施に
おいて有用なカチオン性両親媒性物質の多くの例は、前に参照された刊行物に記
述されている。
【0018】 本発明の実施において、複合体が気道上皮細胞への結合に有効である、ミセル
複合体を提供される。理論により限定されるわけではないが、本ミセル複合体は
、ミセル複合体の電荷密度の差のため、従来の脂質複合体に比較すると、優先的
な結合を証明すると考えられる。
【0019】 従来の脂質複合体に比較すると、複合体が実質的により均質である本発明のミ
セル複合体も提供することができる。すなわち本発明のミセル複合体は、従来の
手段により調製される脂質複合体よりも狭い粒度分布曲線を有する。
【0020】 本発明の好適なミセル複合体はまた、従来の脂質複合体よりも安定である。ミ
セル調製物は、前日に調製して、何ら有害な影響なしに一晩貯蔵することができ
る。
【0021】 さらに別の側面では、本発明は、カチオン性両親媒性物質と生物活性分子との
間の改良された結合効率を与える。改良された結合効率によって、調製物中に存
在する脂質当たりのDNAがより多「積載(loading)」になる。PEG誘導体
は、従来の脂質:生物活性分子の複合体を安定化し、かつ沈殿を防止することが
、当該分野において知られている。しかし、PEG誘導体を含むミセル複合体は
、これもPEG誘導体を含む従来の脂質二重層複合体よりも、より多くの生物活
性分子を沈殿なしに積載することができる。すなわち従来のカチオン性両親媒性
複合体中のカチオン性両親媒性物質と比較すると、より多くの生物活性分子が、
ミセル複合体中の各カチオン性両親媒性物質と会合している。
【0022】 さらに別の側面では本発明は、カチオン性両親媒性物質、生物活性分子、PE
G誘導体、および場合により共脂質を含んでなる、ミセル脂質複合体の調製方法
を含む。生じる複合体は、均質、安定で、かつ気道上皮細胞への結合に有効であ
る。好適な実施態様では本複合体は、生物活性分子の全身性送達に有効である。
【0023】 本発明はまた、ミセル複合体を投与して哺乳動物細胞へ生物活性分子を送達す
る方法を提供する。さらに、ミセル複合体の投与による哺乳動物細胞への遺伝子
のトランスフェクションを促進するための方法が提供される。
【0024】 本発明のさらに別の側面では、本ミセル複合体は、特定の型の哺乳動物細胞へ
の生物活性分子の送達を促進する標的化物質を含んでよい。この標的化物質は、
脂質および非脂質法の両方に有効であり、本発明は、アデノウイルスを含むウイ
ルスベクター、および哺乳動物細胞中への生物活性分子の送達を実現するために
当該分野において利用されている他の方法における標的化物質の使用に加えて、
従来のおよびミセルカチオン性両親媒性物質の両方を含む、全ての脂質複合体に
おける標的化物質の使用を提供する。
【0025】 本発明はまた、ミセル複合体の薬剤組成物、および標的化物質との他の脂質お
よび非脂質複合体の薬剤組成物を提供する。ミセル複合体は、担体、充填剤、増
量剤、分散剤、クリーム剤、ゲル剤、液剤、および薬剤処方の分野で一般的な他
の賦形剤を含む、薬剤組成物中の活性成分であってよい。
【0026】 本発明のさらなる特色および利点は、以下の説明中に記載され、そして一部は
説明から明らかになり、あるいは発明の実施により理解できる。本発明の目的お
よび他の利点は、説明および本明細書の請求の範囲さらには添付図面で具体的に
指摘される方法により実現および達成される。
【0027】 本発明では、先行技術のカチオン性両親媒性化合物が、PEG誘導体および場
合により共脂質を含む調製物において使用される。生じる調製物は、1つまたは
それ以上の生物活性分子と複合体を形成させる。この新規な調製物は、従来のカ
チオン性両親媒性調製物、他のカチオン性両親媒性調製物、および脂質担体では
見い出されないユニークでかつ驚くべき性質を示す。本発明の追加の側面は、新
しい調製物における標的化物質の使用である。標的化物質は、特定の哺乳動物細
胞への送達を促進する。本発明の実施は、理論によって限定されない。
【0028】 カチオン性両親媒性物質、PEG誘導体、および場合により共脂質の従来の複
合体は、当該分野において周知である。これらの従来の複合体は、カチオン性両
親媒性物質、PEG誘導体、および場合により共脂質の脂質フィルムを調製する
ことにより形成される。次にこの脂質フィルムを水性媒体中で水和して脂質二重
層を形成させ、次に生物活性分子と複合体を形成させる。この方法により形成さ
れる従来のカチオン性両親媒性複合体は、通常直径400〜500nm(ナノメー
トル)であり、粒度が50%またはそれ以上変動する。
【0029】 本発明の好適な実施態様は、小さく、均質で、かつ安定な混合ミセル調製物ま
たはミセル複合体である。本発明の1つの実施態様は、従来のカチオン性両親媒
性複合体では見い出されない性質である気道上皮細胞への結合を示すミセル複合
体を企図する。本発明の実施において、ユニークかつ驚くべき性質を備えうるミ
セル複合体調製物は、新しい方法により調製される。本ミセル複合体は好ましく
は、カチオン性脂質を水和し、この水和カチオン性脂質をPEG誘導体(これも
ミセル脂質懸濁液を形成するために水和しておく)に加えることにより、調製す
ることができる。ミセルカチオン性脂質:PEG:生物活性分子複合体は、ミセ
ルカチオン性脂質:PEG誘導体溶液を生物活性分子に加えることにより、調製
される。脂質:生物活性分子およびカチオン性脂質:PEG誘導体のモル比は、
広い範囲で変動してよく、使用されるカチオン性脂質、PEG誘導体、および生
物活性分子に依存するであろう。またこの比は、投与部位および標的疾患の関数
として有意に変動してよい。ある実施態様では、脂質:生物活性分子のモル比は
、1:8である。別の好適な実施態様では、生物活性分子は、DNAである。
【0030】 ミセル複合体はまた、調製物の一部として、中性、陽性、または陰性の共脂質
と共に調製することができる。共脂質は、脂質フィルムとしてPEG脂質と調製
され、単一の溶液として水和されるか、あるいは共脂質を脂質フィルムとして単
独で調製して、PEG脂質と共に水和することができる。次にカチオン性脂質を
、水和型でPEG脂質と共脂質の溶液に加えることにより、ミセル脂質を形成し
、次にこれを使用して、生物活性分子とのミセル複合体を形成する。ある実施態
様では、脂質:生物活性分子のモル比は、1:8である。別の好適な実施態様で
は、生物活性分子は、DNAである。
【0031】 本発明の実施において、複合体が気道上皮細胞への結合に有効である、ミセル
脂質複合体が提供される。理論により限定されるわけではないが、本ミセル脂質
複合体は、ミセル複合体の電荷密度の差のため、従来の脂質複合体に比較すると
、優先的な結合を証明すると考えられる。
【0032】 従来の脂質複合体に比較すると、複合体が実質的により均質である本発明のミ
セル複合体も提供される。すなわち本実施態様では、本発明のミセル複合体は、
従来の手段により調製される脂質複合体よりも狭い粒度分布曲線を有する。例え
ば、従来の脂質複合体の粒度分布は、脂質、DNA、および脂質:DNA比に応
じて、50%を超えて変動することもある。これに比較して本実施態様によるミ
セル複合体の粒度分布は、最大約20%しか変動しない。
【0033】 有意に均質度が高いことに加えて、本発明の好適なミセル複合体は、さらに多
くの生物活性分子を複合体に加えても、粒度が顕著に変化しない。例えば、ミセ
ル複合体中のカチオン性脂質対pDNAおよびカチオン性脂質対PEG誘導体対
共脂質の比を一定にして、一方ミセル複合体の一部であるpDNA(すなわち、
pDNAは溶液中で遊離していない)の量を増大させる実験を行った。好適なミ
セル複合体の粒度およびその粒度分布は、ミセル複合体中のpDNAの量が増大
しても、有意に変動しなかった。
【0034】 本発明の好適なミセル複合体はまた、従来の脂質複合体よりも安定である。多
くの従来の脂質複合体は、特別な貯蔵法、または哺乳動物またはインビトロの細
胞への投与の直前に、送達すべきDNAとの調製物の混合を必要とするという、
貯蔵および安定性の問題がある。例えば、従来のカチオン性脂質は、特別な条件
下で貯蔵しなければ、アシル交換反応により分解することが知られている。多く
の脂質:DNA複合体もまた、複合体形成後まもなく溶液から沈殿することが知
られており、従って使用直前まで複合体の調製を延期することが必要である。使
用直前に調製物を作成する必要がある医薬生成物は、あまり現実的ではない。本
発明のミセル複合体は好ましくは、調製後まもなく溶液から沈殿することは無い
。例えば、ミセル調製物は、前日に調製して、何ら有害な影響なしに一晩貯蔵す
ることができる。当業者はまた、有意な沈殿を観察することなく、ミセル調製物
をボルテックス混合することができる。
【0035】 ミセル脂質溶液を生物活性分子に加えるとき、安定で均質な複合体を形成する
のに、最少量のPEG脂質が好ましい。必要なPEGの最少量は、カチオン性脂
質と選択されるPEG脂質の特定の組合せに依存する。ミセル複合体を形成する
のに必要なPEGの最少量を決定するための方法は、特に問わないが、1)懸濁
液が清澄〜不透明であり、粒子を含まないことを確認するために、生物活性分子
へのミセル脂質の添加後に脂質:生物活性分子複合体を観察;2)粒度に関して
粒子集団が実質的に均質であるかどうかを決定するために、整粒器を使用して調
製後にミセル脂質:生物活性分子複合体の整粒;および3)アガロースゲル電気
泳動におけるミセル複合体中の生物活性分子の挙動の分析、を含む。上述の方法
に関する詳細は、本明細書に添付される例に見い出すことができる。
【0036】 本発明の別の実施態様は、従来のカチオン整両親媒性複合体よりも直径が小さ
く、広範囲の脂質:DNAおよび脂質:PEG比にわたって小さく安定なままで
あるミセル複合体に関する。小さく均質なミセル複合体を形成するには、最少量
のPEG誘導体が好ましい。本発明の好適な実施態様では、1つまたはそれ以上
のカチオン性両親媒性物質、1つまたはそれ以上のPEG誘導体、生物活性分子
、および場合により共脂質により調製されるミセル複合体は、直径が平均して約
25〜250ナノメートルである。しかしミセル複合体の粒度は、使用されるカ
チオン性脂質、PEG脂質、DNAの量と大きさ、および共脂質(存在する場合
)に依存する。
【0037】 理論により限定されるわけではないが、ミセル複合体の電荷密度は、気道上皮
細胞に結合する本複合体の好適なユニークかつ驚くべき性質の原因であると考え
られる。高い電荷密度は、いくつかの細胞膜の高い親和性を引き起こすと考えら
れている。従ってミセル複合体の多くは、気道上皮細胞に結合する。単純なイン
ビトロ蛍光実験により、ミセル複合体が、露出した気道上皮細胞に強く結合する
ことを証明した。カチオン性両親媒性物質の従来の複合体(普通は直径400〜
500nm)は、同じ実験において強い結合を示さない。
【0038】 本発明のミセル複合体はまた、哺乳動物に投与するとき、従来のカチオン性脂
質複合体よりも毒性が低いと考えられる。例えば、マウスに静脈内注射すると、
カチオン性脂質GL−67を用いて調製したミセル複合体は、これもGL−67
を用いて調製した従来のカチオン性脂質複合体よりも毒性が低かった。ミセル複
合体の低い毒性は、腫瘍細胞に送達する複合体の能力に大きな影響を与えない。
好適な実施態様では、ミセル複合体は、腫瘍細胞および特に腫瘍内皮細胞におけ
る同等な沈着を維持するが、一方哺乳動物の他の細胞については毒性が低い。
【0039】 本発明の別の実施態様では、ミセル複合体は、脂質、または製剤の分野で組成
物および調製物をコーティングするために使用される他の組成物によりコーティ
ングされる。例えば、ミセル複合体をさらに別の疎水性種(例えば、中性脂質混
合物)と混合すると、複合体を障害することなく複合体の外側をコーティングで
きる。理論に限定されるわけではないが、DNAを効率的に濃縮するためにカチ
オン性脂質:PEG誘導体を使用することが望ましい。生じるDNAの小さく非
常に濃縮したパッケージ(例えばミセル複合体)は、次に共脂質または他のPE
G誘導体のような他の種および脂質により取り囲まれ、そしてこれらが濃縮DN
Aの荷電表面と相互作用しうる。これは、カチオン性脂質:DNAを免疫系から
防御および/またはマスクする。脂質:DNA複合体の毒性の大部分は細菌が配
列を認識することによるため、コーティングは毒性を減少させる効果的な手段と
なろう。さらに、コーティングは、標的化物質の封入を促進して、特定の組織ま
たは細胞型への複合体の送達を可能にする。好適な実施態様では、コーティング
された複合体が全身に送達される。
【0040】 さらに、コーティングは、血流中のミセル複合体の滞留時間を延長するために
、または持効性機作として有用である。製剤の分野において知られている、他の
コーティングまたはコーティング剤の使用は、本発明の実施に含まれる。
【0041】 ミセル複合体中で使用されるカチオン性両親媒性物質 本発明は、細胞への生物活性分子の送達を促進するのに有用な、任意のカチオ
ン性両親媒性物質またはカチオン性脂質化合物の使用、およびこれらを含む組成
物を提供する。特に有用な両親媒性物質は、細胞、および特に遺伝子治療の目的
での患者の細胞中への生物活性のあるポリヌクレオチドの輸送を促進する。
【0042】 本発明の実施による幾つかの好適なカチオン性両親媒性物質は、米国特許第5
,747,471号および5,650,096号およびPCT公報WO98/0
2191(これらの開示内容は、参照することにより本質的に本発明の一部とさ
れる)に見い出すことができる。カチオン性両親媒性化合物に加えて、これら2
つの特許は、多くの好適な共脂質、生物活性分子、調製物、操作、投与経路、お
よび用量を開示している。
【0043】 本発明の実施に関連して、カチオン性両親媒性物質は、生理的pH付近の溶液
中で1つまたはそれ以上の正の電荷を持つ傾向がある。本発明の実施に有用な代
表的なカチオン性両親媒性物質は、 および米国特許第5,747,471号(この開示内容は、参照することにより
本質的に本明細書の一部とする)に記載されるものを含む当該分野において既知
の他の両親媒性物質である。
【0044】 PEG誘導体 上で考察されたように驚くべきことに、カチオン性両親媒性組成物(従来のも
ミセルも両方)の安定性は、このような調製物にさらに少量の1つまたはそれ以
上の誘導体化ポリエチレングリコール化合物を加えることにより、実質的に改善
しうるということが確認されている。このような性能の強化は、貯蔵および操作
に対するカチオン性両親媒性調製物の安定性により測定するとき、特に明らかで
ある。
【0045】 PEG誘導体は、もともと従来のカチオン性両親媒性調製物を安定化するため
に使用された。理論により限定されるわけではないが、PEGおよびPEG誘導
体の使用によって、より高い比の脂質対DNAを使用することができる。従来の
調製物を使用してより濃縮された脂質:pDNA複合体を調製しようとする従前
の試みにより、特にpDNAの大部分が脂質に結合しているような脂質:pDN
A比では、複合体が沈殿した。従来の調製物において高濃度で観察される沈殿は
、非二重層脂質成分からのカチオン性脂質成分の相分離に関連するものと考えら
れた。従来の脂質調製物を二重層の構造で維持しようとして、PEG含有脂質が
、高pDNA濃度で複合体の沈殿を防止するのに有効であることが見い出された
【0046】 高濃度の脂質とDNAで沈殿しない、安定な従来の調製物を形成するために、
わずかな小モル分率のPEG含有脂質を使用した。例えば、1.6mol% PE
G−DMPEで、カチオン性脂質:pDNA複合体は、20mMを超えるpDNA
濃度で安定化することができた。PEG誘導体の使用に関するさらに多くの情報
については、下記参考文献が参照により本質的に本明細書の一部とされる。サイ
モン・ジェイ・イーストマン(Simon J. Eastman)ら,Human Gene
Therapy,8,pp.765−773(1997);サイモン・ジェイ・
イーストマン(Simon J. Eastman)ら,Human Gene Therapy
,p.8,pp.313−322(1997)。
【0047】 続いてPEG誘導体はまた、新規なミセル調製物を調製するために使用するこ
とができた。ミセル複合体のPEG含有調製物は、PEG誘導体を含むカチオン
性両親媒性物質の従来の調製物では見い出されない、生物活性分子に対する調製
物の親和性の改善を含むユニークな性質を示しうる。
【0048】 改良された結合効率によって、調製物中に存在する脂質当たりのDNAがより
多量またはより大きな「積載(loading)」になる。当該分野において、PEG
誘導体は、脂質:生物活性分子の複合体を安定化し、かつ沈殿を防止することが
知られている。しかし、PEG誘導体を含むミセル複合体は、これもPEG誘導
体を含む従来の脂質二重層複合体よりも、より多くの生物活性分子を沈殿なしに
積載することができる。すなわち従来のカチオン性両親媒性複合体中のカチオン
性両親媒性物質と比較すると、より多くの生物活性分子が、ミセル複合体中の各
カチオン性両親媒性物質と会合している。例えば、両親媒性物質:pDNAの0
.125:1のモル比では、全てのpDNAは、ミセル複合体と会合しているよ
うである。従来のカチオン性両親媒性複合体は、全てのpDNAを完全に結合す
るために、両親媒性物質:pDNAの0.75:1〜1:1のモル比を必要とす
る。ミセル系のpDNAに対する高い親和性により、より少ないカチオン性両親
媒性物質を使用して、より多くのpDNAを送達することができる。
【0049】 ミセル複合体に関して、ミセル脂質溶液を生物活性分子に加えるとき、最少量
のPEG脂質が安定で均質な複合体を形成することができる。本発明の実施では
、ポリエチレングリコールの任意の誘導体が、ミセル複合体を調製するための調
製物の一部であってよい。複合体は、種々のPEG誘導体を使用して調製したが
、全てのそのPEG誘導体が、ある最小のカチオン性両親媒性物質:PEG誘導
体の比で、小さく均質な複合体を形成することができた。本ミセル複合体は、一
旦小さく均質な複合体を形成するためのPEG脂質の最少量を決定すれば、広い
範囲のカチオン性脂質:PEGおよびカチオン性脂質:DNAの比を通して安定
かつ均質なままである。安定で均質な複合体を形成するためのPEGの最少量を
、当業者には日常的に決定することができる。
【0050】 使用されるPEGの最少量は、カチオン性脂質と選択されるPEG脂質の特定
の組合せに依存する。例えば、アシル鎖を含むカチオン性脂質(GL−89)は
、GL−67のようなコレステロールに基づく脂質よりも、生物活性分子との混
合によって沈殿しにくい。このことは、GL−67のようなコレステロールに基
づく脂質が無効であることを示唆するのではなく、単に安定で均質なミセル複合
体を形成するために異なる比のカチオン性脂質:PEG誘導体が使用されること
を示唆する。その結果、PEG誘導体の存在なしに、ミセル調製物を形成するの
に充分に安定であるカチオン性脂質を選択することができる。
【0051】 本発明の実施において有用なポチエチレングリコールの誘導体は、PEGポリ
マーに結合した疎水性基を有する任意のPEGポリマーを含む。例としては、P
EG−DSPE、PEG−PE、PEG−DMPE、PEG−DOPE、PEG
−DPPE、またはPEG−セラミドを含む。理論により限定されるわけではな
いが、好適なPEG含有脂質は、カチオン性脂質を安定化またはこれと相互作用
できる疎水性基に結合している任意のPEGポリマー誘導体であると考えられる
。これの2つの非常に好適な種は、ジミリストイルホスファチジルエタノールア
ミン(ジC14)(「DMPE」);およびジステアロイルホスファチジルエタノ
ールアミン(ジC18)(「DSPE」)を含む。
【0052】 PEGポリマーの選択に関して、このポリマーが線状であり、1,000〜1
0,000の範囲の分子量を有するものが、本発明の好適な実施態様である。こ
れの好適な種は、1500〜7000の分子量を有するものを含み、2000お
よび5000が有用で市販されている大きさの例である。本発明の実施において
、販売業者から提供される誘導体化PEG種を使用するのが便利であり、そして
このような製品中のPEGに割り当てられる分子量は、しばしば分子量平均を表
しており、製品中には短い分子も長い分子も存在することに注意されたい。この
ような分子量範囲は、典型的には使用される合成法の結果であり、任意のこのよ
うな製品の使用は、本発明の実施に含まれる。
【0053】 また、(1)2つ以上の結合リン脂質を含むか、または(2)分岐PEG配列
を含むか、または(3)修飾(1)と(2)の両方を含む、誘導体化−PEG種
を使用することも本発明の実施に含まれる。
【0054】 したがって、誘導体化PEGの好適な種は、 (a)PEG(5000)−DMPEとも呼ばれる、ポリエチレングリコール5000
−ジミリストイルホスファチジルエタノールアミン; (b)PEG(2000)−DMPEとも呼ばれる、ポリエチレングリコール2000
−ジミリストイルホスファチジルエタノールアミン; (c)PEG(5000)−DSPEとも呼ばれる、ポリエチレングリコール5000
−ジステアロイルホスファチジルエタノールアミン; (d)PEG(2000)−DSPEとも呼ばれる、ポリエチレングリコール2000
−ジステアロイルホスファチジルエタノールアミン; を含む。
【0055】 PEGのいくつかのリン脂質誘導体は、販売業者から入手できる。例えば、以
下の種:ジC14:0、ジC16:0、ジC18:0、ジC18:1、および1
6:0/18:1は、アバンティ・ポーラー・リピッド(Avanti Polar Lipids
)(アラバスター(Alabaster)、アラバマ州、米国)から平均2000または
平均5000MWのPEG誘導体として、カタログ番号、880150、880
160、880120、880130、880140、880210、8802
00、880220、880230、および880240として入手できる。
【0056】 共脂質の選択 共脂質の使用は場合による。調製物に応じて、中性、陽性、または陰性の共脂
質をミセル複合体に含めることは、送達およびトランスフェクション能力を実質
的に増強しうる。代表的な共脂質は、当該分野において最も一般的に使用される
種であるジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(「DOPE」)、ジフ
ィタノイルホスファチジルエタノールアミン、リゾ−ホスファチジルエタノール
アミン、他のホスファチジル−エタノールアミン、ホスファチジルコリン、リゾ
−ホスファチジルコリン、ホスファチジル−イノシトールおよびコレステロール
を含む。典型的には、カチオン性両親媒性物質対共脂質の好ましいモル比は、約
1:1である。しかし、考慮すべき範囲を超えることも含め、この比を変動させ
ることも本発明の実施に含まれるが、2:1から1:2の比が通常は好ましい。
ジフィタノイルホスファチジルエタノールアミンの使用は、「DOPE」の使用
と同様に、本発明の実施に非常に好ましい。
【0057】 本発明の実施では、好適な調製物はまた、PEG誘導体のモル比に関して定義
されるが、好ましい比は、選択されたカチオン性両親媒性物質により変動する。
本発明の実施の代表的な好適なミセル調製物は、約1:1:0.25のカチオン
性両親媒性物質GL−67:共脂質DOPE:PEG5000のモル組成比を有する
。この好ましい例において、共脂質は、ジフィタノイルホスファチジルエタノー
ルアミン、またはDOPEであり、そしてPEG誘導体は、PEG2000またはP
EG5000のDMPEまたはDSPE結合体である。
【0058】 生物活性分子 本発明の実施において有用でありうる生物活性分子は、例えば、ゲノムDNA
、cDNA、mRNA、アンチセンスRNAまたはDNA、オリゴデオキシヌク
レオチド、ポリペプチドおよび低分子量薬物またはホルモンを含む。本発明の実
施において、当業者は、日常的な実験として、どの分子が哺乳動物細胞に有効に
送達されるかを決定することができる。当該分野では、一旦カチオン性両親媒性
複合体(または他の脂質または非脂質担体)による哺乳動物細胞への生物活性分
子の送達が証明されると、送達のための他の分子の選択は、日常的な作業になる
ことは周知である。
【0059】 標的化および標的化複合体 本発明のさらに別の側面は、哺乳動物の細胞中への生物活性分子の送達を実現
する任意の方法における標的化物質の使用である。好適な実施態様では、標的化
物質は、従来のおよびミセルカチオン性両親媒性調製物またはウイルスベクター
やアデノウイルスのようなウイルス性調製物と共に使用される。標的化物質は通
常、特定の哺乳動物細胞を優先的に標的とするか、またはこれに結合する分子、
ペプチド配列、または大きなタンパク質である。多くの標的化物質は、当該分野
において周知の分子である。例えば、RGD配列を含むペプチドであるペルタク
チン(Pertactin)は、気道上皮細胞を優先的に標的とし、かつこれに結合する
。本発明の実施において、標的化物質またはリガンドは、担体複合体に結合して
いる。当該分野では、単一の標的化物質が特定の細胞を標的とするが、別の単位
への標的化物質の結合が、しばしば分子の標的化活性を変更または消失させるこ
とは周知である。しかしPEG誘導体への標的化物質の結合は、標的化物質の活
性を常に消失させるわけではない。したがって、ミセル複合体への標的化物質の
結合は、この物質の活性を保存し、そしてミセル複合体に標的化物質を結合させ
ることは、本発明の好適な実施態様である。
【0060】 カチオン性両親媒性複合体、アデノウイルス、または他の担体への標的化物質
の結合は、所望の哺乳動物細胞に対して特異的標的化を可能にすることができる
。所望の哺乳動物細胞に対する標的化は、生物活性分子のより効率的な送達を可
能にして、従って標的哺乳動物細胞のトランスフェクションが増やすことができ
有利である。
【0061】 標的化物質に結合した脂質複合体は、上述の任意のカチオン性両親媒性物質、
PEG誘導体、生物活性分子、および場合により共脂質を含んでもよい。さらに
PEG誘導体が必要でなく、かつ標的化物質が場合により共脂質を含むカチオン
性両親媒性物質/生物活性分子の複合体に直接結合される調製物が存在する。脂
質複合体は、ミセルまたは従来の脂質調製物であってよい。標的化物質はまた、
PEG誘導体、すなわちPEG−DMPEに直接加えてもよい。さらに別の実施
態様では、標的化物質は、カチオン性ポリマーまたは脂質のような疎水性残基に
結合する。
【0062】 当該分野で公知の任意の標的化物質が、本発明の実施において有用な場合があ
る。好適な標的化物質は、気道上皮細胞を標的とするRGD配列を含むペプチド
であるペルタクチン;気道の細胞上のP2U受容体を含むP2U受容体を標的と
するUDP/UTP;気道および肝臓の内因性レクチンを標的とする乳糖;およ
び腫瘍内皮細胞を標的とするサイクリックRGDペプチドを含む。他の好適な標
的化物質は、両親媒性ペプチドのペネトラチン(Penetratin)、LDL受容体を
標的とする物質であるレクチン、マンノース−6−PO4 受容体を標的とするマ
ンノース−6−リン酸、および気道特異的1本鎖抗体を含む。
【0063】 本発明の好適な側面において、ペプチドリガンドは、脂質:生物活性分子の複
合体に組み込んで、遺伝子転移系のトランスフェクション活性を増大させるか、
または気道上皮細胞への結合を改善することができる。
【0064】 ペプチド標的化物質の他の例は、HAVペプチドおよびCNP−22ペプチド
を含む。HAVペプチドは、カドヘリン介在性細胞接着を調節するヒスチジン、
アラニンおよびバリンの配列を含む一連のペプチドである。理論により限定され
るわけではないが、カドヘリン複合体は、細胞−細胞接着を形成することにより
組織の完全性を維持し、体内の物理的および透過性障壁を生じさせる。カドヘリ
ンは、上皮、内皮細胞、神経および腫瘍細胞接着を調節することが証明されてい
る。細胞接着は、細胞間のカドヘリンの細胞外ドメインと、細胞内のカテニン(
catenin)タンパク質およびアクチン細胞骨格を含むカドヘリンの細胞質ドメイ
ンとの間の相互作用により達成される。ヒスチジン、アラニンおよびバリンのト
リペプチド(HAV)は、カドヘリンの細胞外および細胞質ドメインに位置する
。HAVペプチドは、カドヘリン間のヘモフィリックな相互作用には決定的に重
要であり、カテニン(catenin)タンパク質を介するアクチン細胞骨格との相互
作用において重要な役割を果たしている。HAVペプチドは、線状であっても環
状であってもよい。
【0065】 本発明の実施において、HAVペプチドは、好ましくは気道の上皮細胞に結合
して、これに内在化されるため、生物活性分子を以下の細胞に送達するための標
的化物質として利用できる:1)上皮細胞、例えば、嚢胞性線維症膜貫通調節物
質(cystic fibrosis transmembrane conductance regulator)(CFTR)遺
伝子をCF肺の気道上皮細胞に送達するための標的化物質として;2)内皮細胞
、例えば、内皮細胞にアポトーシスを引き起こしうる遺伝子を送達することによ
り、腫瘍周囲の脈管形成を阻害する;3)神経細胞;および4)腫瘍細胞。HA
Vはまた、例えば、1)リンカーおよび脂質を含むか含まないpDNA複合体に
より、ポリ−L−リジンまたは線状/分岐ポリエチレンイミンまたは他のポリペ
プチドまたは(X)−ホスファチジルエタノールアミン(X−PE;例えば、N
−MPB−PE)と化学的に結合させるか;または2)リンカーによりウイルス
ベクターと化学的に結合させることによって、生物活性分子を標的細胞にさらに
効率的に送達することもできる。また、負に荷電した非ウイルスまたはウイルス
ベクターの投与前の予備処理のために、結合体の正に荷電したHAVを使用して
も、または負に荷電した非ウイルスまたはウイルスベクターと、結合した正に荷
電したHAVの混合複合体を同時投与してもよい。
【0066】 HAVペプチドはまた、細胞接着調節物質として使用してもよい。あるHAV
ペプチドは、細胞−細胞接着部を強力に破壊し、そしてあるものは細胞−細胞接
着部の形成を強力に防止する。これらの機能に基づいて、本ペプチドを単独で、
またはタイトジャンクション破壊物質(例えば、EGTAまたはパルミトイル−
L−カルニチンまたはジメチルβ−シクロデキストリンまたはメチルβ−シクロ
デキストリンまたはα−シクロデキストリン)と組合せて使用することにより、
生物活性分子の以下の細胞への送達が改善される:1)上皮細胞、例えば、側底
膜への遺伝子取り込みを増強するための、CF肺の気道上皮における細胞−細胞
透過性障壁を通るCFTR遺伝子の送達;2)内皮細胞、例えば、腫瘍細胞への
血液脳関門を通る遺伝子の送達;3)神経細胞、例えば、ベクターの移行を増大
させるため;4)腫瘍細胞、特に固形腫瘍(例えば、黒色腫)、多くの固形腫瘍
は、障壁内部で進展し、これによって中心部の細胞または注射部位から距離のあ
る細胞への遺伝子送達が制限されるため;および5)ベクターの移行を増大させ
るため、ベクターを含む局所注射による、筋肉、肝臓または他の全器官。
【0067】 22個のアミノ酸を含むC型ナトリウム利尿ペプチド(CNP−22)は、細
胞内グアニル酸シクラーゼドメインを含む膜貫通型受容体であるグアニル酸シク
ラーゼ−B(GC−B)受容体に結合して、これを活性化する。理論により限定
されるわけではないが、このペプチドの調節経路は、サイクリックGMP(cG
MP)により支配的に媒介されると考えられている。肺では、CNP−22の結
合および機能は、気道上皮細胞に優勢である。インビボの気道上皮細胞へのCN
P−22の特異的結合は、cGMPレベル、活性CFTR依存性塩化物輸送を上
昇させ、そして繊毛搏動頻度を刺激する、CNP−22の機能能力により証明さ
れている。さらに、16個のリジンと結合したCNP−22(K16−CNP−
22)は、マウスの気管および他の気道の、ある型の上皮細胞に結合する。
【0068】 本発明の実施において、CNP−22を、標的化物質として使用してもよい。
例えば、マウス気管、他の気道、および肺へのアデノウイルスベクター(AdV
)介在性遺伝子転移は、K16−CNP−22で処理したマウスにおいて増大す
る。肺へのカチオン性脂質:pDNA介在性遺伝子転移の増強もまた、K16−
CNP−22で処理したマウスで観察されている。CNP−22および/または
GC−B受容体はまた脳、子宮/卵管、小腸、結腸および腎臓でも同定されてい
るため、CNP−22ペプチドはまた、生物活性分子の送達のためにこれらの器
官を標的とするのに使用される。
【0069】 また、CNPを1)リンカーにより、ポリ−L−リジン、線状/分岐ポリエチ
レンイミンまたは他のポリペプチドまたは(X)−ホスファチジルエタノールア
ミン(X−PE;例えば、N−MPB−PE)と化学的に結合させ、脂質を含む
か含まないpDNAを作るか、またはCNPを2)リンカーによりウイルスベク
ターと化学的に結合させて、遺伝子を標的細胞にさらに効率的に送達することも
本発明の実施に含まれる。また、結合した正に荷電したCNPは、負に荷電した
非ウイルスまたはウイルスベクターの投与前の予備処理のために使用しても、ま
たは負に荷電した非ウイルスまたはウイルスベクターと、結合した正に荷電した
CNPの混合複合体を同時投与してもよい。
【0070】 本発明の実施において、標的化物質を含む従来のおよびミセル複合体は、同じ
様式で、かつ標的化物質を含まない複合体と同じ方法を使用して、調製および投
与してもよい。同様に、カチオン性両親媒性物質:PEG誘導体およびカチオン
性両親媒性物質:生物活性分子の比は、使用される脂質の型に依存する。
【0071】 薬剤組成物の調製と投与方法 本発明は、生物活性分子の送達および/またはトランスフェクションを促進す
る薬剤組成物を提供する。本発明の薬剤組成物は、胃粘膜、心臓、肺、肝臓、お
よび腫瘍血管系、そして固形腫瘍のような組織および器官への生物活性分子の送
達を促進する。さらに本発明の組成物は、組織培養におけるような、インビトロ
で維持される細胞中への生物活性分子の移入を促進する。
【0072】 本発明の両親媒性物質を使用して治療量で細胞内に供給できる生物活性分子は
、(a)当該分野において既知の治療上有用なタンパク質をコードするゲノムD
NA、cDNA、およびmRNAのようなポリヌクレオチド;(b)リボソーム
RNA;(c)遺伝子の転写産物を不活化するのに有用であり、例えば、悪性細
胞の増殖を調節するための治療物質として有用である、アンチセンスポリヌクレ
オチド(RNAまたはDNA);(d)リボザイム;および(e)ホルモンおよ
び抗生物質のような低分子量生物活性分子を含む。
【0073】 本発明のカチオン性両親媒性種、PEG誘導体、および共脂質は、2つまたは
それ以上の種のカチオン性両親媒性物質またはPEG誘導体または共脂質を組合
せて使用して、標的細胞へのおよび/またはそれらの細胞下区画への生物活性分
子の移入を促進するように、配合される。本発明のカチオン性両親媒性物質はま
た、当該分野において既知の両親媒性物質で使用するのに配合することができる
。さらに標的化物質は、カチオン性両親媒性物質、PEG誘導体、および共脂質
の任意の組合せに結合させられる。
【0074】 本発明の薬剤組成物の用量は、生物活性分子の半減期、生物活性分子の力価、
両親媒性物質の半減期、両親媒性物質またはその分解産物の有害作用の可能性、
投与経路、患者の症状などのような因子に応じて、変動する。このような因子は
、当業者には測定可能である。
【0075】 本発明のミセル複合体およびミセル複合体を含む薬剤組成物の非常に正確な用
量を供給するために、種々の投与方法を使用することができる。このような製剤
は、経口、静脈内、非経口、局所、経粘膜的に、または患者の体腔への製剤の注
射により、または生物分解性材料を含む徐放性製剤を使用することにより、また
は追加のミセル、ゲルおよびリポソームを使用するオンサイト送達により、投与
することができる。噴霧装置、粉末吸入器、およびエーロゾル化溶液は、呼吸器
管にこのような製剤を投与するために使用される代表的な方法である。また、全
身性送達のためにミセル複合体を使用することも本発明の実施に含まれる。
【0076】 さらに、本発明の治療用組成物は、一般に賦形剤(例えば、炭水化物の乳糖、
トレハロース、ショ糖、マンニトール、マルトースまたはガラクトース、および
無機または有機塩など)と共に処方することができ、また使用の前にこのような
賦形剤の存在下で凍結乾燥(次に再水和)してもよい。本発明の各複合体につい
ての最適化処方の条件は、製剤の分野における熟練者であれば決定することがで
きる。具体的な製剤の特定の賦形剤の最適濃度の選択には実験を必要とするが、
当業者であれば各製剤について決定することができる。
【0077】 本発明のさらに他の側面は、送達用の生物活性分子との接触前の、または外複
合体が生物学的液体と接触する前の、本発明の複合体のカチオン性両親媒性物質
のプロトン化状態に関する。このような治療用組成物を形成または維持するため
に、完全にプロトン化された型、部分的にプロトン化された型、または遊離塩基
型の両親媒性物質を提供することは、本発明の実施に含まれる。
【0078】 例 例1−ミセルおよび従来のカチオン性脂質:生物活性分子複合体の調製 以下の例では、カチオン性脂質ミセル複合体を調製するのに使用される典型的
な操作を略述する。図1は、共脂質を含むカチオン性脂質ミセル複合体(b)お
よび含まない複合体(c)と比較される、従来のカチオン性脂質複合体(a)の
調製のための操作の略図である。本発明の実施は、本明細書に開示される操作法
に限定されるものではない。
【0079】 カチオン性脂質:PEG脂質:pDNAミセル複合体の調製 (1)ミセルカチオン性脂質:PEG脂質溶液は、以下のとおり調製した。カチ
オン性脂質は、脂質:pDNA複合体の所望の最終カチオン性脂質濃度(典型的
ではあるが排他的ではない範囲は、0.25〜16mMカチオン性脂質)の4倍濃
度で水和した。PEG含有脂質は、脂質:pDNA複合体の所望の最終PEG脂
質濃度(典型的ではあるが排他的ではない範囲は、0.25〜16mMカチオン性
脂質)の4倍濃度で水和した。(PEG脂質に関して、脂質アンカーの最大範囲
が利用されており、PEGヘッド基は、種々の大きさのどれであってもよい。)
いったん水和したら、カチオン性脂質を、1:1(容量:容量)比でPEG脂質
に加えた。これは典型的な方法であるが、カチオン性脂質:PEG脂質の所望の
比が最終的に達成すれば、これは必須ではない。プラスミドDNAは、脂質:p
DNA複合体の所望の最終pDNA濃度の2倍に希釈した。次にカチオン性脂質
:PEG脂質:pDNA複合体は、ミセルカチオン性:PEG脂質溶液をpDN
Aに1:1比(容量:容量)で加えることにより調製した。
【0080】 (2)共脂質を調製物の一部として、ミセルカチオン性脂質溶液も調製した。こ
れは(1)に上述のように行ったが、共脂質を脂質フィルムとしてPEG脂質と
配合し、単一溶液として水和するか、または代替法では共脂質を脂質フィルムと
して配合して、PEG脂質で水和する。PEG:共脂質溶液は、次に上記PEG
脂質を代用することができる。
【0081】 ミセル複合体の分析 好ましくは最少量のPEG脂質を使用して、ミセル脂質溶液を生物活性分子に
加えると、安定で均質な複合体が形成された。さらに、必要なPEGの最少量は
、カチオン性脂質と選択されるPEG脂質の特定の組合せに依存した。ミセル複
合体を形成するために使用されるPEGの最少量を測定するための方法は、特に
問わないが、以下を含む: 1)生物活性分子にミセル脂質を添加後、脂質:生物活性分子複合体が観察さ
れた。調製後にミセル複合体が観察されたら、懸濁液は清澄〜不透明であり、粒
子を含まなかった。粒子が観察されたら、本調製物は、好適な安定で均質なミセ
ル複合体を形成するためのPEGの最少量には不足していた。これと比較すると
、従来のカチオン性脂質:pDNA複合体は、全体に粒子を含まない不透明溶液
であった。 2)ミセル脂質:生物活性分子複合体を、整粒器を使用して調製後、整粒した
。調製後にミセル複合体を整粒すると、粒子集団は粒度に関して実質的に均質で
あり、さらに好ましくは小さかった(好適な実施態様では直径約25〜250nm
)。粒度集団が大きな不均質の粒子を含んでいたら、PEG脂質の最少量は、調
製物中に存在していなかった。これと比較すると、従来のカチオン性脂質:pD
NA複合体では、全体に直径約200〜800nmの粒子が得られた。これらの懸
濁液は、粒度が非常に不均質になりやすく、複合体の粒度は、調製物中に使用さ
れるカチオン性脂質に大きく依存した。ミセル調製物で観察された小さく均質な
性状を示す従来のカチオン性脂質複合体は、全体に観察されなかった。 3)アガロースゲル電気泳動で、ミセル複合体中の生物活性分子の挙動を分析
した。安定で均質なミセル複合体を形成するためのPEG脂質の最少量を使用す
ると、生物活性分子はアガロースゲル中に、遊離の生物活性分子とは異なる様式
で移動した(ただし、複合体化プラスミドに加えて「遊離」のプラスミドの集団
を視覚化することは可能であった)。もしPEG脂質の最少量を使用したのでな
かったら、ゲルにおいて視覚化されたプラスミドの大部分は、1)遊離pDNA
のように転移したか、または2)ゲルのウェル中に保持され、従ってゲルで可視
化されなかった。PEG脂質の最少量が使用されたことに確信を持つために、こ
れらの2つ以上の試験を行った。
【0082】 アガロースゲル電気泳動によるミセル脂質:pDNA複合体の分析を、トリス
−ホウ酸EDTA緩衝液(pH8.0)中の0.7%アガロースゲルを調製する
ことにより実施した。1ウェル当たり、0.25〜1μgのpDNAを含む容量
のミセル脂質:pDNA複合体を充填した。ゲルは、約1時間100Vで流した
。次にゲル中のpDNAを視覚化するために、ゲルを一晩1×SYBRグリーン
核酸染色液(モレキュラー・プローブズ(Molecular Probes))または別の染色
液中で染色した。
【0083】 例2−ミセル複合体の粒度分布 図2および3では、従来のカチオン性脂質:pDNA複合体の粒度分布(図2
Aと3A)が、ミセル法により調製されたカチオン性脂質:pDNA複合体の粒
度分布(図2B、2C、3Bおよび3C)と比較されている。
【0084】 複合体の粒度分布は、マルバーン・ゼータ−サイザー4(Malvern Zeta-Sizer
4)による準弾性光散乱により測定した。複合体は、調製の1時間以内に整粒し
て、製造業者の推奨する計数率の50〜250キロカウント/秒(KCPS)で測定
した。必要であれば、試料の計数率は、水で希釈して50〜250KCPSの所望の
範囲に調整した。
【0085】 図2Aに示す結果について、カチオン性脂質:pDNA複合体は、従来の方法
で、カチオン性脂質GL−67を利用して調製した。米国特許第5,747,4
71号および5,650,096号(これらの開示は、参照することにより本質
的に本明細書の一部とされる)を参照のこと。簡単に述べると、カチオン性脂質
、共脂質、およびPEG脂質を含むカチオン性脂質調製物は、1)クロロホルム
から乾燥して脂質フィルムにしたか、または2)t−ブタノール:水(9:1、
容量:容量)から凍結乾燥した。生じた調製物を次に蒸留水を使用して、複合体
中の3つの脂質の所望の最終濃度の2倍まで水和した。カチオン性脂質:pDN
A複合体は、pDNAに等容量の脂質を加え、次に穏やかに混合して調製する。
図3Aに示す粒度分布について、GL−67をGL−89で置き換えて同じ操作
に従った。
【0086】 図2Bと2Cでは、カチオン性脂質GL−89を使用してカチオン性脂質:p
DNA複合体を、ミセル法により調製した。最初に、ミセルカチオン性脂質:P
EG脂質溶液を以下のとおり調製した。GL−89は、カチオン性脂質:pDN
A複合体の所望の最終カチオン性脂質濃度の4倍濃度で水和した。PEG含有脂
質もまた、カチオン性脂質:pDNA複合体の所望の最終PEG脂質濃度の4倍
濃度で水和した。いったん水和したら、カチオン性脂質を1:1(容量:容量)
比でPEG脂質に加えた。次にプラスミドDNAを、カチオン性脂質:pDNA
複合体の所望の最終pDNA濃度の2倍まで希釈した。次にミセルカチオン性脂
質:PEG脂質溶液をpDNAに1:1比(容量:容量)で加えることにより、
カチオン性脂質:PEG脂質:pDNA複合体を調製した。図3Bおよび3Cに
示す粒度分布についてGL−67をGL−89で置き換えて同じ操作に従った。
【0087】 図2Aおよび3Aに見られるように、従来のカチオン性脂質複合体の粒度分布
は、例えばGL−67では200nm〜1000nmとかなり大きく変動する。従来
の複合体の粒度分布は、カチオン性脂質:pDNA比の関数として有意に変動は
しない。図2Bおよび3Bでは、ミセル複合体は形成されるが、好適な安定で均
質なミセル複合体を形成するための最少量のPEG脂質は存在しない。その結果
、図2Bおよび3Bにおける粒度分布は、400nmを超える粒度まで拡大してい
る。最後に、図2Cおよび3Cは、充分量のPEG脂質と共に調製された好適な
ミセル複合体の粒度分布が示す。好適なミセル複合体の粒度分布は、従来のカチ
オン性脂質複合体よりも有意に均質であり、また有効量のPEG脂質を欠いてい
るミセル脂質複合体よりも有意に均質である。
【0088】 有効量のPEG脂質を欠いているミセル複合体と、有効量のPEG脂質を含む
本発明の好適なミセル複合体の粒度分布における差の別の例を、図4に示す。有
効量のPEG脂質を加えると、粒度分布は有意に均質になる。
【0089】 例3−気道上皮細胞への従来のおよびミセルカチオン性脂質複合体の結合 以下の例では、不等化正常ヒト気管支気道細胞の表面に結合する従来のおよび
ミセルカチオン性脂質:pDNA複合体両方の能力を検討する。
【0090】 気液界面での不等化正常ヒト上皮細胞の増殖 ヒトコラーゲン(シグマ(Sigma)、ヒト胎盤コラーゲン、#7521)を0
.2%氷酢酸に50mg/100mLに溶解して、細胞培養フラスコをヒトコラーゲ
ンでコーティングした。溶解したら、コラーゲン溶液を0.45μmフィルター
で濾過する。この濃縮した無菌ストックは4℃で6ヶ月貯蔵できる。溶液は、使
用前に数分間コラーゲンストックを無菌蒸留水で1:5(容量:容量)希釈する
ことにより、フラスコのコーティング用に調製した。希釈コラーゲンの適切な溶
液をフラスコに入れ(T75フラスコには12mL、T150フラスコには24mL
、そして各ミリセル−PCFインサート(Millicell-PCF insert)には400μ
L)、少なくとも2時間(好ましくは一晩)4℃で放置した。4℃でのインキュ
ベーション後、コラーゲンをフラスコ/インサートから取り出して、無菌ドラフ
トに入れて6〜12時間乾燥した。フラスコ/インサートを、ペニシリン/スト
レプトマイシンを含む無菌リン酸緩衝化食塩水(pH7.4)で2回洗浄した。
これらのフラスコは、室温で6ヶ月まで保持できる。
【0091】 1バイアルの正常ヒト気管支上皮細胞(クローンティクス(Clonetics))を
迅速に解凍して、5つのT150フラスコ(上述のようにヒトコラーゲンでプレ
−コーティングしておいた)に分配した。細胞をフラスコ中でDMEM(ギブコ
(Gibco/BRL)):BEGM(クローンティクス(Clonetics))の1:1(容量
:容量)培地により5%CO2 環境で増殖させた。細胞は、80〜90%コンフ
ルエンスまで増殖させた。次に細胞を、上述のようにヒトコラーゲンでプレ−コ
ーティングしたミリセル−PCFインサート(Millicell-PCF insert)(200
μl、2×105 細胞/200μl培地で)に入れた。接種の24時間後、培地を
インサート内側から除去して、インサートの外側の培地を新鮮培地と交換した。
次に、外側の培地を1日おきに交換することにより、細胞を気液界面条件で維持
した。気液界面条件に切り替えてから約5〜7日後、細胞に高いトランス−上皮
抵抗性が生じた。
【0092】 不等化正常ヒト気管支気道上皮細胞への従来のおよびミセル複合体の結合の検討 正常ヒト気管支気道上皮細胞は、上述のように気液界面で増殖させた。細胞は
気液界面で、約5日間か、または約1000Ω/cm2 のトランス−上皮抵抗性が
生じるまで維持した。こうして細胞は、結合実験に使用する準備が整った。
【0093】 プラスミドDNAは、蛍光プローブのトト−1−ヨージド(Toto-1-iodide)
(モレキュラー・プローブズ(Molecular Probes))により、製造業者の説明書
に従ってトト−1−ヨージド対pDNAの1:200モル比で非共有結合で標識
した。ミセルおよび従来の脂質:pDNA複合体は、トト−1標識プラスミドを
使用する実験で使用するための所望の脂質:pDNA濃度の10倍で調製した。
ミセル複合体は、上述のように調製した。従来の複合体は、従来の脂質フィルム
を望まれる最終的な実験脂質濃度の20倍まで水で水和することにより調製した
。標識pDNAは、望まれる最終的な実験DNA濃度の20倍で調製した。脂質
を標識pDNAに加えて、15分間複合体を形成させた。次に複合体をオプチメ
ム(Optimem)で1:10(容量:容量)希釈した。
【0094】 複合体(約300μl)を、インサートの内側の気道上皮細胞の先端の膜に加
えて、37℃で5%CO2 雰囲気下で1時間結合させた。次に複合体を細胞表面
から吸引し;細胞表面を0.5mL冷PBSで3回洗浄し;PBS中2%パラホル
ムアルデヒドで15分間固定し;そして0.5mL冷PBSで1回洗浄した。次に
インサートをインサートハウジングから切り出して、スライドに載せ、カバーガ
ラスを載せて、核の対比染色剤として2μg/mLのDAPIを含むイムノマウント
(Immunomount)(シャンドン−リップショー(Shandon-Lipshaw))にマウント
した。
【0095】 50:50、75:50μMのカチオン性脂質:pDNA比で、気道細胞の先
端表面へのミセル複合体の強い結合が、全体に観察された。50:50、75:
50μMのカチオン性脂質:pDNA比で、同じ環境において、従来の複合体の
ほとんど結合がなかった。この方法は、本質的に任意の接着性細胞株に対して応
用可能であろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、従来の脂質複合体(a)の処方のための操作を、共脂質を含むミセル
複合体(b)および含まないミセル複合体(c)と比較したものである。
【図2】 図2は、従来のカチオン性脂質GL−67:pDNA複合体(a)(GL−6
7:pDNA(0.5:0.5)およびGL−67:DOPE:DMPE−PE
G5000(1:2:0.05)の粒度分布を、ミセル複合体((b)と(c)
)の粒度分布と比較したものである。(b)(GL−67:DMPE−PEG5
000:pDNA(1.5:0.5:2))は、好適な均質な複合体を形成する
のに必要な最少量のPEGが欠如したミセル複合体の粒度分布を表し、一方(c
)(GL−67:DMPE−PEG5000:pDNA(1.5:0.75:2
))は、充分量のPEGと共に調製されたミセル複合体の粒度分布を示す。
【図3】 図3は、従来のカチオン性脂質GL−89:pDNA複合体(a)(GL−8
9:pDNA(2:2)およびGL−67:DOPE:DMPE−PEG500
0(1:1:0.005)の粒度分布を、ミセル複合体((b)および(c))
の粒度分布と比較したものである。(b)(GL−89:DMPE−PEG50
00:pDNA(1.5:0.0025:2))は、好適な均質な複合体を形成
するのに必要な最少量のPEGが欠如したミセル複合体の粒度分布を表し、一方
(c)(GL−67:DMPE−PEG5000:pDNA(1.5:0.25
:2))は、充分量のPEGと共に調製されたミセル複合体の粒度分布を示す。
【図4】 図4は、共脂質およびPEG(DOPE:DMPE−PEG5000)の量が上昇
するときの、ミセルカチオン性脂質GL−67:pDNA複合体の粒度分布の変
化を示す。小さな均質かつ安定なミセル複合体を形成するには最少量のPEGが
必要である。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年6月30日(2000.6.30)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61K 47/34 A61K 47/34 47/42 47/42 47/44 47/44 48/00 48/00 C12N 15/00 C12N 15/00 (72)発明者 イーストマン、サイモン、ジェイ アメリカ合衆国 マサチューセッツ、ハド ソン、 バーチウッド ロード 7 (72)発明者 ニュータプスキイ、ジニファー、ビー アメリカ合衆国 マサチューセッツ、ミル ベリー、 ビクトリア 1 (72)発明者 リー、エドワード、アール アメリカ合衆国 マサチューセッツ、ナテ ィック、 ベイコン ストリート 56 (72)発明者 チュー、クイミン アメリカ合衆国 マサチューセッツ、メル ローズ、 フローレンス ストリート 110 (72)発明者 シュール、ロナルド、ケイ アメリカ合衆国 マサチューセッツ、ホプ キントン、 イースト ストリート 25 (72)発明者 マーシャル、ジョン アメリカ合衆国 マサチューセッツ、ホー プデール、 ノースロップ ストリート 25 Fターム(参考) 4B024 AA01 AA20 CA01 HA17 4C076 AA19 AA95 CC15 DD15 DD16 DD53 DD63 EE23 EE41 4C084 AA01 AA13 AA17 BA03 MA24 NA13 ZA592 4C085 AA21 BB31 EE01 4C086 AA01 EA16 MA03 MA05 MA24 NA13 ZA59

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ミセル複合体の製造方法であって、 a)少なくとも1つのカチオン性脂質を充分量のPEG誘導体と、実質的に均
    質なミセル脂質が生成するのに適した量で合わせること; b)実質的に均質なミセル脂質と少なくとも1つの生物活性分子を合わせてミ
    セル複合体を形成すること を含んでなる、上記方法。
  2. 【請求項2】 PEG誘導体を、工程a)の前に複合体化して共脂質にする
    、請求項1記載のミセル複合体の製造方法。
  3. 【請求項3】 生物活性分子はDNAである、請求項1記載のミセル複合体
    の製造方法。
  4. 【請求項4】 少なくとも1つのカチオン性脂質およびDNAは、1:8の
    脂質:DNA比で存在する、請求項4記載のミセル複合体の製造方法。
  5. 【請求項5】 ミセル複合体群の粒度分布は、ミセル複合体群中の複合体の
    平均粒度に対して20%未満の変動である、請求項1記載のミセル複合体の製造
    方法。
  6. 【請求項6】 ミセル複合体を少なくとも1つの疎水性種でコーティングす
    る工程をさらに含んでなる、請求項1記載のミセル複合体の製造方法。
  7. 【請求項7】 哺乳動物細胞を標的とする物質をさらに添加することを含ん
    でなる、請求項1記載のミセル複合体の製造方法。
  8. 【請求項8】 標的化のための物質は、RGDを含むペプチド、UDP/U
    TP、乳糖、サイクリックRGDペプチド、ペネトラチン、レクチン、LDL受
    容体を標的とする物質、マンノース−6−リン酸、HAVペプチド、CNP−2
    2ペプチド、および気道特異的1本鎖抗体から選択される、請求項7記載のミセ
    ル複合体の製造方法。
  9. 【請求項9】 請求項1により生成されるミセル複合体。
  10. 【請求項10】 請求項2により生成されるミセル複合体。
  11. 【請求項11】 ミセル複合体は、哺乳動物細胞を標的とする物質をさらに
    含んでなる、請求項9記載のミセル複合体。
  12. 【請求項12】 標的化のための物質は、RGDを含むペプチド、UDP/
    UTP、乳糖、サイクリックRGDペプチド、ペネトラチン、レクチン、LDL
    受容体を標的とする物質、マンノース−6−リン酸、HAVペプチド、CNP−
    22ペプチド、および気道特異的1本鎖抗体から選択される、請求項11記載の
    ミセル複合体。
  13. 【請求項13】 ミセル複合体は、ミセル複合体をコーティングするための
    疎水性種をさらに含んでなる、請求項9記載のミセル複合体。
  14. 【請求項14】 生物活性分子はDNAである、請求項9記載のミセル複合
    体。
  15. 【請求項15】 少なくとも1つのカチオン性脂質及びDNAは、1:8の
    脂質:DNA比で存在する、請求項14記載のミセル複合体。
  16. 【請求項16】 ミセル複合体群の粒度分布は、ミセル複合体群中の複合体
    の平均粒度に対して20%未満の変動である、請求項9記載のミセル複合体。
  17. 【請求項17】 哺乳動物の細胞をミセル複合体を含んでなる複合体と接触
    させることを含んでなる、細胞に生物活性分子を送達する方法であって、ミセル
    複合体は、 少なくとも1つのカチオン性脂質; 少なくとも1つの生物活性分子;および 少なくとも1つのPEG誘導体 を含んでなる、上記方法。
  18. 【請求項18】 ミセル複合体は、共脂質をさらに含んでなる、請求項17
    記載の哺乳動物の細胞に生物活性分子を送達する方法。
  19. 【請求項19】 少なくとも1つの生物活性分子はDNAである、請求項1
    7記載の哺乳動物の細胞に生物活性分子を送達する方法。
  20. 【請求項20】 少なくとも1つのカチオン性脂質およびDNAは、1:8
    の脂質:DNA比で存在する、請求項19記載の哺乳動物の細胞に生物活性分子
    を送達する方法。
  21. 【請求項21】 ミセル複合体は、ミセル複合体をコーティングするための
    疎水性種をさらに含んでなる、請求項17記載の哺乳動物の細胞に生物活性分子
    を送達する方法。
  22. 【請求項22】 ミセル複合体は、哺乳動物細胞を標的とする物質をさらに
    含んでなる、請求項17記載の哺乳動物の細胞に生物活性分子を送達する方法。
  23. 【請求項23】 標的化のための物質は、RGD配列を含むペプチド、UD
    P/UTP、乳糖、サイクリックRGDペプチド、ペネトラチン、レクチン、L
    DL受容体を標的とする物質、マンノース−6−リン酸、HAVペプチド、CN
    P−22ペプチド、および気道特異的1本鎖抗体から選択される、請求項22記
    載の哺乳動物の細胞に生物活性分子を送達する方法。
  24. 【請求項24】 細胞は気道上皮細胞である、請求項17記載の哺乳動物の
    細胞に生物活性分子を送達する方法。
  25. 【請求項25】 少なくとも1つのカチオン性脂質; 少なくとも1つのPEG誘導体;および 少なくとも1つの生物活性分子 を含んでなるミセル複合体であって、該ミセル複合体を含んでなるミセル複合体
    群の粒度分布は、実質的に均質な粒度分布を有する、上記複合体。
  26. 【請求項26】 ミセル複合体は、さらに共脂質を含んでなる、請求項25
    記載のミセル複合体。
  27. 【請求項27】 ミセル複合体群の実質的に均質な粒度分布は、ミセル複合
    体群中の複合体の平均粒度に対して20%未満の変動である、請求項25記載の
    ミセル複合体。
  28. 【請求項28】 生物活性分子はDNAである、請求項25記載のミセル複
    合体。
  29. 【請求項29】 ミセル複合体は、哺乳動物細胞を標的とする物質をさらに
    含んでなる、請求項25記載のミセル複合体。
  30. 【請求項30】 標的化のための物質は、RGD配列を含むペプチド、UD
    P/UTP、乳糖、サイクリックRGDペプチド、ペネトラチン、レクチン、L
    DL受容体を標的とする物質、マンノース−6−リン酸、HAVペプチド、CN
    P−22ペプチドおよび気道特異的1本鎖抗体から選択される、請求項29記載
    のミセル複合体。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2009153888A1 (ja) * 2008-06-19 2009-12-23 日本新薬株式会社 薬物担体

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU783647B2 (en) * 1999-04-20 2005-11-17 University Of British Columbia, The Cationic peg-lipids and methods of use
US6852334B1 (en) 1999-04-20 2005-02-08 The University Of British Columbia Cationic peg-lipids and methods of use
US7189705B2 (en) 2000-04-20 2007-03-13 The University Of British Columbia Methods of enhancing SPLP-mediated transfection using endosomal membrane destabilizers
JP2004508012A (ja) * 2000-04-20 2004-03-18 ザ ユニバーシティ オブ ブリティッシュ コロンビア エンドソーム膜不安定剤を用いたsplp媒介性トランスフェクションの強化方法
JP4590519B2 (ja) * 2006-09-22 2010-12-01 独立行政法人産業技術総合研究所 腸管吸収制御性リポソーム

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5286634A (en) * 1989-09-28 1994-02-15 Stadler Joan K Synergistic method for host cell transformation
US5843473A (en) * 1989-10-20 1998-12-01 Sequus Pharmaceuticals, Inc. Method of treatment of infected tissues
WO1996014864A1 (en) * 1994-11-09 1996-05-23 The Regents Of The University Of California Immunoliposomes that optimize internalization into target cells
JP4335310B2 (ja) * 1995-06-07 2009-09-30 ザ ユニバーシティ オブ ブリティッシュ コロンビア 疎水性脂質−核酸複合中間体を通して調製される脂質−核酸粒子、及び遺伝子移送のための使用

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009153888A1 (ja) * 2008-06-19 2009-12-23 日本新薬株式会社 薬物担体

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