JP2005151891A - Polysaccharide-based gene carrier having cell- recognizing saccharide side chain - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gene carrier having a target-directing property to cells, excellent in transfection ability and being safe. <P>SOLUTION: A polysaccharide-based gene carrier is composed of a polysaccharide (e.g. β-1,3-glucan) in which side chains are modified with residues of saccharides recognizing cells (e.g. monosaccharide selected from galactose, N-acetylgalactosamine, mannose, N-acetylglucosamine, glucose, fucose and sialic acid and oligosaccharide containing the monosaccharide). A target gene can cell-specifically and efficiently be introduced into a cell by administering the polysaccharide-based carrier as a complex having a triple helical structure and composed of double strands of the polysaccharide gene carrier and a single strand of nucleic acid containing the target gene (e.g. antisense DNA). <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、トランスフェクション能が高く、かつ生体に安全な、多糖系の新規な遺伝子キャリアーに関する。   The present invention relates to a novel polysaccharide-based gene carrier having high transfection ability and safe for living bodies.

近年、遺伝子工学の進歩に対応して、アンチセンス療法が盛んに研究されており、アンチセンス医薬に関する文献・特許が多数報告されつつある。既に開発段階に入っている医薬品の候補として、各種の癌や白血病、エイズや肝炎などのウイルス性疾患、乾癬、クローン病、喘息、リウマチなど多岐に及んでいる。   In recent years, antisense therapy has been actively researched in response to advances in genetic engineering, and many literatures and patents relating to antisense medicine are being reported. Drug candidates that have already entered the development stage include a variety of cancers, leukemias, viral diseases such as AIDS and hepatitis, psoriasis, Crohn's disease, asthma, and rheumatism.

アンチセンス療法で使用されるアンチセンスオリゴヌクレオチドは、DNA、mRNAまたはmRNA前駆体等の標的核酸に見いだされる特異的な配列に対し相補的な配列を有するように設計されている。そのアンチセンスオリゴヌクレオチドを医薬として使用する場合、配列特異性の他にヌクレアーゼに耐性があること；無毒性で、製造コストが安価であること、標的組織や細胞へ送達できるような適当な薬物動態を有すること；細胞膜、小胞オルガネラ膜、核膜を通過できること；高い特異性と親和性をもって高次構造を有するRNA分子の標的領域へ侵入すること；そして、標的蛋白質の翻訳過程を最大限、阻止できるようにすることなど多くの課題がある。   Antisense oligonucleotides used in antisense therapy are designed to have a sequence that is complementary to a specific sequence found in a target nucleic acid such as DNA, mRNA or mRNA precursor. When the antisense oligonucleotide is used as a pharmaceutical, it must be resistant to nuclease in addition to sequence specificity; non-toxic, inexpensive to manufacture, and suitable pharmacokinetics that can be delivered to target tissues and cells Can penetrate cell membranes, vesicular organelle membranes, and nuclear membranes; invades the target region of RNA molecules having higher structure with high specificity and affinity; and maximizes the translation process of the target protein, There are many issues, such as making it possible to prevent it.

それらの課題の中で、アンチセンスオリゴヌクレオチドの細胞内への導入効率を上げることは重要な問題であり、一般に、その解決のために遺伝子キャリアーが併用されている。当初、レトロウイルスまたはアデノウイルスが、遺伝子キャリアーとしてin vitroでは極めて見込みのある結果を与えたが、これら天然由来のウイルスの炎症性、免疫原的性質、ならびに突然変異誘発および細胞ゲノム中への組み込みの危険性が原因として、これらのin vivoにおける使用は制限されている。
Mulligan, Science, 260, 926-932（1993） Miller, Nature, 357, 455-460（1992） Crystal, Science, 270, 404-410（1995） Among these problems, increasing the efficiency of introduction of antisense oligonucleotides into cells is an important problem, and generally gene carriers are used in combination to solve these problems. Initially, retroviruses or adenoviruses gave very promising results in vitro as gene carriers, but the inflammatory, immunogenic properties, and mutagenesis and integration into the cellular genome of these naturally occurring viruses Due to the dangers of these, their in vivo use is limited.
Mulligan, Science, 260, 926-932 (1993) Miller, Nature, 357, 455-460 (1992) Crystal, Science, 270, 404-410 (1995)

近年、非ウイルス性の人工キャリアーとしてポリエチレンイミン（PEI）、PEIと同様に窒素の置換基で修飾された、種々のカチオン性ポリマー、カチオン性脂質などが遺伝子キャリー、トランスフェクション剤、薬物担体などという名称で、多数の特許が出願されている。   In recent years, polyethylenimine (PEI) as a non-viral artificial carrier, various cationic polymers and cationic lipids modified with nitrogen substituents like PEI are called gene carriers, transfection agents, drug carriers, etc. Many patents have been filed by name.

しかしながら、PEIのようにアミノ基を多数有する物質は生理活性が高く、体内毒性等の危険性も考えられる。事実、今まで検討されたカチオン性ポリマーは未だ実用に供されておらず、医薬品添加物辞典等に記載されていない。
医薬品添加物辞典 日本医薬品添加剤協会縄集、薬事日報社 However, a substance having a large number of amino groups such as PEI has high physiological activity, and there is a risk of toxicity in the body. In fact, the cationic polymers studied so far have not yet been put into practical use and are not described in the pharmaceutical additives dictionary.
Pharmaceutical additives dictionary Japan Pharmaceutical Additives Association Rokushu, Yakuji Nippo

他方、筋肉内注射製剤の臨床薬として実際に使用されている多糖類に、β−1,3−グルカンが存在する。この多糖は天然では３重螺旋構造をとっていることが古くから知られている。
TheresaM. McIntire and David A. Brant, J. Am. Chem. Soc., 120, 6909（1998） On the other hand, β-1,3-glucan is a polysaccharide actually used as a clinical drug for intramuscular injection preparations. It has long been known that this polysaccharide has a triple helical structure in nature.
TheresaM. McIntire and David A. Brant, J. Am. Chem. Soc., 120, 6909 (1998)

さらに、この多糖は、既に生体内での安全性が確認されており、筋肉内注射薬として約20年の使用実績がある。
清水、陳、荷見、増淵、Biotherapy, 4, 1390（1990) 長谷川、Oncology and Chemotherapy, 8, 225（1992） Furthermore, this polysaccharide has already been confirmed to be safe in vivo, and has been used for about 20 years as an intramuscular injection.
Shimizu, Chen, Loading, Enlargement, Biotherapy, 4, 1390 (1990) Hasegawa, Oncology and Chemotherapy, 8, 225 (1992)

このようなβ−1,3−グルカンを化学修飾して、DNA等の生体材料とのコンジュゲイトを作成し、これを遺伝子キャリアーに使用できることが知られている。この先行技術には、天然のβ−1,3−グルカン、すなわち、３重螺旋構造を有するβ−1,3−グルカンをそのまま使用し、これと生化学活性のある材料を、共有結合を介して、β−1,3−グルカン／生体材料のコンジュゲイトを製造する方法が述ベられている。
PCT／US95／14800 It is known that such β-1,3-glucan can be chemically modified to create a conjugate with a biomaterial such as DNA, which can be used as a gene carrier. In this prior art, natural β-1,3-glucan, that is, β-1,3-glucan having a triple helix structure, is used as it is, and a biochemically active material is bonded via a covalent bond. Thus, a method for producing a β-1,3-glucan / biomaterial conjugate is described.
PCT / US95 / 14800

また、最近、本発明者らにより、β−1,3−グルカンまたはβ−1,3−キシラン系の多糖類が、人工的に処理されることで、各種の核酸と新しいタイブの複合体を形成することが見出された。
PCT／JP00／07875 櫻井、新海、J.Am. Chem. Soc., 122, 4520（2000） 木村、甲元、櫻井、新海、Chem. Lett., 1242（2000） Recently, the present inventors have been able to artificially treat β-1,3-glucan or β-1,3-xylan-based polysaccharides to form complexes of various nucleic acids and new types. It was found to form.
PCT / JP00 / 07875 Sakurai, Shinkai, J. Am. Chem. Soc., 122, 4520 (2000) Kimura, Komoto, Sakurai, Shinkai, Chem. Lett., 1242 (2000)

もともと天然もしくは水中で３重螺旋として存在するこの多糖を、極性溶媒に溶解して１本鎖にした後、１本鎖の核酸を加え、溶媒を水に戻すこと（再生過程）によって、核酸１本・多糖２本からなる、３重螺旋型の複合体が形成されるのである。このような多糖と遺伝子の複合体は、主に、水素結合を介して形成されると考えられる。
櫻井和朗、井口律子、木村太郎、甲元一也、水雅美、新海征治、Polym. Preprints Jpn., 49, 4054（2000) This polysaccharide, which originally exists as a triple helix in nature or in water, is dissolved in a polar solvent to form a single strand, and then a single-stranded nucleic acid is added to return the solvent to water (regeneration process). A triple-helical complex consisting of two of this and two polysaccharides is formed. Such a polysaccharide-gene complex is thought to be formed mainly through hydrogen bonding.
Kazuaki Sakurai, Ritsuko Iguchi, Taro Kimura, Kazuya Komoto, Masami Mizu, Seiji Shinkai, Polym. Preprints Jpn., 49, 4054 (2000)

天然の多糖類を使用した場合の核酸との複合体における結合エネルギーは、場合によってはさほど強くなく、比較的容易に複合体が解離する。また、予め多糖類にアミノ基のようなカチオン性官能基を導入して核酸との複合体の安定性をより強くする方法も研究されている。そして、これらの多糖類と核酸の３重螺旋型複合体は、細胞膜の透過性およびヌクレアーゼ耐性があり、遺伝子キャリアーとして使える可能性が高いことが本発明者らによって明らかにされている。
PCT／JP02／02228 When natural polysaccharides are used, the binding energy in the complex with the nucleic acid is not so strong in some cases, and the complex dissociates relatively easily. In addition, a method for enhancing the stability of a complex with a nucleic acid by introducing a cationic functional group such as an amino group into a polysaccharide in advance has been studied. The present inventors have revealed that these triplex complexes of polysaccharides and nucleic acids have cell membrane permeability and nuclease resistance and are likely to be used as gene carriers.
PCT / JP02 / 02228

さらに、細胞内へのトランスフェクション効率を高める手段として、最近は、標的細胞への特異的な親和性を活用する方法の研究が盛んである。例えば、細胞の表面に存在する接着蛋白にインテグリンがしられているが、そのインテグリン結合に有効と認められているペプチドとしてRGD配列が知られている。RGD配列を含むペプチドを、既知のキャリアーに導入することによって、遺伝子のトランスフェクション効果を上げる試みが、特許に例示されている。
特表2002-502243 特願2003-52508 Furthermore, as a means for increasing the efficiency of transfection into cells, recently, research on methods utilizing specific affinity for target cells has been actively conducted. For example, an integrin is attached to an adhesion protein present on the surface of a cell, and an RGD sequence is known as a peptide recognized as effective for the integrin binding. An attempt to increase the transfection effect of a gene by introducing a peptide containing an RGD sequence into a known carrier is exemplified in the patent.
Special Table 2002-502243 Japanese Patent Application 2003-52508

同様に、標的化の対象として細胞の表面に存在する糖レセプターを活用するトランスフェクションの方法も研究されている。例えば、肝細胞に代表されるガラクトース受容体をもつ細胞に対して、特異的に親和性を有するガラクトースまたはガラクトースを構成成分として含むラクトースで修飾された脂質、ペプチド、ポリエチレングリコール等の高分子が、肝臓癌のアンチセンスDNA治療薬のキャリアーとして特許出願されている。
特開平9-235292 特開平11-290073 特表2002-515418 特表2002-538174 Similarly, a transfection method utilizing a sugar receptor present on the surface of a cell as a target for targeting has been studied. For example, for cells having a galactose receptor typified by hepatocytes, galactose having specific affinity or a polymer modified with lactose containing galactose as a constituent component, such as lipid, peptide, polyethylene glycol, A patent application has been filed as a carrier for antisense DNA therapeutics for liver cancer.
JP 9-235292 A JP-A-11-290073 Special Table 2002-515418 Special table 2002-538174

また、抗原提示細胞の樹状細胞やランゲルハンス細胞等に対しては、マンノース受容体が特異的に作用することから、マンノースで修飾されたポリエチレンイミン、ポリ−Ｌ−リシンなどの高分子が免疫応答を発現するのに有効な遺伝子キャリアーとして知られている。
特表2001-516729 特表2001-517709 特表2002-516290 In addition, since mannose receptors specifically act on dendritic cells and Langerhans cells of antigen-presenting cells, polymers such as polyethyleneimine and poly-L-lysine modified with mannose are immune responses. It is known as an effective gene carrier for expressing.
Special table 2001-516729 Special table 2001-517709 Special Table 2002-516290

畑中らの著書には、そのような哺乳動物の細胞膜表面で認識に関与する糖として、β−Ｄ−ガラクトース、Ｎ−アセチルガラクトサミン、Ｎ−アセチルグルコサミン、α−Ｄ−マンノース、α−Ｄ−グルコース、α−Ｌ−フコース、シアル酸などの単糖が例示されている。
畑中研一、西村紳一郎、大内辰郎、“糖質の科学と工学”、講談社サイエンティフィク、1997,2.20 しかしながら、このような単糖もしくはオリゴ糖を多糖の側鎖に導入した化合物を合成し、遺伝子キャリアーなどに利用する例は知られていない。 In the book of Hatanaka et al., Β-D-galactose, N-acetylgalactosamine, N-acetylglucosamine, α-D-mannose, α-D-glucose are included as sugars involved in recognition on the surface of the mammalian cell membrane. And monosaccharides such as α-L-fucose and sialic acid.
Kenichi Hatanaka, Shinichiro Nishimura, Goro Ouchi, “Science and Engineering of Carbohydrates”, Kodansha Scientific, 1997, 2.20 However, we synthesized compounds in which such monosaccharides or oligosaccharides were introduced into the side chains of polysaccharides. There are no known examples of gene carriers.

本発明の目的は、細胞を認識する糖レセプターを活用し、標的細胞へのトランスフェクション能が高く、かつ生体に安全な、新規の遺伝子キャリアーを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a novel gene carrier that utilizes a sugar receptor that recognizes a cell, has high transfection ability to a target cell, and is safe for a living body.

本発明は、多糖類の側鎖に、細胞を認識する糖の残基を含む修飾基を導入し、これを遺伝子キャリアーとするものである。   In the present invention, a modifying group containing a residue of a sugar that recognizes a cell is introduced into a side chain of a polysaccharide, and this is used as a gene carrier.

標的細胞を認識する糖の残基含有側鎖で修飾された本発明の多糖系遺伝子キャリアーは、目的の遺伝子をコードするDNAと複合体化して投与されることにより、当該遺伝子を細胞に効率的に導入することができるので、例えば、アンチセンス療法において治療効果を向上させるのに寄与するものと期待される。   The polysaccharide gene carrier of the present invention, which is modified with a sugar residue-containing side chain that recognizes a target cell, is administered in a complex with DNA encoding the target gene, so that the gene is efficiently transferred to the cell. For example, it is expected to contribute to improving the therapeutic effect in antisense therapy.

本発明で使用する細胞を認識する糖とは、前述した文献等に記載されているガラクトース、Ｎ−アセチルガラクトサミン、マンノース、Ｎ−アセチルグルコサミン、グルコース、フコース、シアル酸等より選択された単糖および該単糖を含むオリゴ糖である。そのうち、ガラクトースおよびＮ−アセチルガラクトサミンは肝実細胞に、マンノースは肝クッパー細胞、肺胞マクロファージ、ウイルス感染ラット繊維芽細胞等に、マンノース−６−リン酸は繊維芽細胞に、グルコースは3LL（ルイス肺がん細胞）に、フコースはL1210（マウス白血病細胞）に認識されることが知られている。   The saccharides for recognizing cells used in the present invention are monosaccharides selected from galactose, N-acetylgalactosamine, mannose, N-acetylglucosamine, glucose, fucose, sialic acid and the like described in the above-mentioned literature and the like. An oligosaccharide containing the monosaccharide. Among them, galactose and N-acetylgalactosamine are in liver hepatocytes, mannose is in liver Kupffer cells, alveolar macrophages, virus-infected rat fibroblasts, mannose-6-phosphate is in fibroblasts, and glucose is 3LL (Lewis). It is known that fucose is recognized by L1210 (a mouse leukemia cell).

修飾の基体となる多糖は、対象とする疾患のアンチセンス治療薬に用いられる核酸と安定な複合体を形成する多糖が好適に使用される。そのような多糖として、シゾフィランやカードランのようなβ−1,3−グルカン、β−1,3−キシラン、キチンやデキストランなどの主に1,4−結合をもつものなどが考えられる。そして、中でも、シゾフィラン、レンチナンまたはスクレログルカンのような約30％以上の側鎖のグルコース残基を有する天然のβ−1,3−グルカンは、後述するように、側鎖に選択的に所望の糖鎖を導入するのに好ましい素材である。   As the polysaccharide used as the base of the modification, a polysaccharide that forms a stable complex with the nucleic acid used in the antisense therapeutic agent for the target disease is preferably used. Examples of such polysaccharides include those having mainly 1,4-bonds such as β-1,3-glucan, β-1,3-xylan, chitin and dextran such as schizophyllan and curdlan. Among them, natural β-1,3-glucan having about 30% or more side chain glucose residues such as schizophyllan, lentinan or scleroglucan is selectively desired in the side chain as described later. This is a preferable material for introducing the sugar chain.

多糖の側鎖に、所望の単糖またはオリゴ糖を導入する方法としては、種々の反応が考えられるが、主鎖のグルコシド結合に影響を与えることなしに、側鎖に選択的に導入する方法として、基体の多糖が本来的に有している側鎖のグルコースを利用し、過ヨウ素酸酸化／還元アミノ化を経由する方法が適当である。例えば、まず、側鎖のグルコースを過ヨウ素酸ナトリウムなどを用いて酸化し、開環してアルデヒドをつくる。それに導入する糖のアミン誘導体（例、アミノエチルグルコシド）を反応させ、水素化ホウ素ナトリウムなどの還元剤を用いて還元アミノ化することにより、糖（グルコース）含有側鎖を導入できる（実施例２、図１参照）。また、過ヨウ素酸酸化後に、アンモニア水とシアノ水素化ホウ素ナトリウムを先に反応させ、ラクトノラクトンを後で反応させることにより、同様に糖（ガラクトース）を含む修飾基を導入することができる（実施例３、図２参照）。さらに、過ヨウ素酸酸化後、亜塩素酸ナトリウムでアルデヒドをカルボン酸に酸化し、アジ化ジフェニルホスホリルを用いて糖のアミン誘導体とカルボン酸の縮合反応を行う方法でも、同様に目的物を得ることができる。   As a method for introducing a desired monosaccharide or oligosaccharide into a side chain of a polysaccharide, various reactions can be considered, but a method for selectively introducing into a side chain without affecting the glucoside bond of the main chain. As a method, a method of utilizing glucose in the side chain inherent in the polysaccharide of the substrate and performing periodic acid oxidation / reductive amination is suitable. For example, first, glucose in the side chain is oxidized with sodium periodate or the like, and the ring is opened to form an aldehyde. A sugar (glucose) -containing side chain can be introduced by reacting an amine derivative of a sugar to be introduced (eg, aminoethyl glucoside) and reductive amination using a reducing agent such as sodium borohydride (Example 2). FIG. 1). Further, after periodate oxidation, a modifying group containing a sugar (galactose) can be introduced in the same manner by reacting ammonia water and sodium cyanoborohydride first and reacting lactonolactone later ( Example 3, see FIG. Furthermore, the target product can also be obtained in the same way by oxidation of periodate, oxidation of aldehyde to carboxylic acid with sodium chlorite, and condensation reaction of amine derivative of sugar with carboxylic acid using diphenylphosphoryl azide. Can do.

側鎖に細胞を認識する糖鎖を導入した多糖から成る本発明の遺伝子キャリアーを使用する際は、既述の本発明者らにより見出された方法に従い（特許文献２および３）、該多糖を極性溶媒（例えばジメチルスルホキシド）に溶解して１本鎖にした後、水性溶媒中で１本鎖の核酸を加えることにより核酸１本鎖・多糖２本鎖から成る３重螺旋状の複合体を形成させて投与することにより、優れたトラクション効率で目的の遺伝子の細胞への導入を図ることができる。かくして、本発明は、如上の多糖系遺伝子キャリアーを使用する方法の発明として、該多糖系遺伝子キャリアーを用いて細胞に遺伝子を導入する方法であって、夫々１本鎖の状態にある多糖系キャリアーと目的の遺伝子を含む核酸とを水の存在下で混合し、多糖系キャリアー２本鎖および核酸１本鎖から成る３重螺旋状の複合体を形成させて投与することを特徴とする方法を提供する。（以下の実施例参照）。   When using the gene carrier of the present invention comprising a polysaccharide into which a sugar chain for recognizing a cell is introduced into the side chain, according to the methods found by the present inventors described above (Patent Documents 2 and 3), the polysaccharide Is dissolved in a polar solvent (for example, dimethyl sulfoxide) to make a single strand, and then a single-stranded nucleic acid is added in an aqueous solvent to form a triple helical complex consisting of a single-stranded nucleic acid and a double-stranded polysaccharide. Can be introduced into cells with excellent traction efficiency. Thus, the present invention is a method for introducing a gene into a cell using the polysaccharide gene carrier as an invention of the method using the polysaccharide gene carrier as described above, each of which is a single-stranded polysaccharide carrier. And a nucleic acid containing the gene of interest mixed in the presence of water to form a triple helical complex comprising a polysaccharide carrier double strand and a nucleic acid single strand, and administering the method provide. (See examples below).

β−1,3−グルカン（シゾフィラン）の調製 ３重螺旋構造のシゾフィランを文献記載の定法に従って製造した。すなわち、ATCC（American Type Culture Collection）から入手したSchizophyllum commune. Fries（ATCC 44200)を、最小培地を用いて7日間静置培養した後、細胞成分および不溶残渣を遠心分離して得られた上清を超音波処理して分子量45万の３重螺旋シゾフィランを得た。
GregoryG. Martin, Michael F. Richardson, Gordon C. Cannon and Charles L. McCormick,Am. Chem. Soc. Polymer Prepr. 38（1）, 253-254（1997） Kengo Tabata, Wataru Ito, Takemasa Kojima, ShozoKawabata and Akira Misaki,Carbohydrate Research, 89, 121-135（1981） Preparation of β-1,3-glucan (schizophyllan) Schizophyllan having a triple helix structure was produced according to a standard method described in the literature. Specifically, Schizophyllum commune. Fries (ATCC 44200) obtained from ATCC (American Type Culture Collection) was left to stand for 7 days in a minimal medium, and then the supernatant obtained by centrifuging cell components and insoluble residues. Was subjected to ultrasonic treatment to obtain a triple helix schizophyllan having a molecular weight of 450,000.
Gregory G. Martin, Michael F. Richardson, Gordon C. Cannon and Charles L. McCormick, Am. Chem. Soc. Polymer Prepr. 38 (1), 253-254 (1997) Kengo Tabata, Wataru Ito, Takemasa Kojima, ShozoKawabata and Akira Misaki, Carbohydrate Research, 89, 121-135 (1981)

ラクトース修飾シゾフィランの合成 ラクトース修飾シゾフィランは図１のスキームに従って合成した。例としてアミノエチルラクトシドを用いた場合の合成法を示しているが、同様の合成法はすべての糖類（単糖、オリゴ糖、多糖）のアミノエチルグリコシドに適用することができる。実施例１にて調製された分子量45万のシゾフィラン234mgを蒸留水234mlに溶解させた。過ヨウ素酸ナトリウム23.7mg（側鎖グルコースに対して0.3当量）を少量の蒸留水に溶解させ、4℃にて冷却攪拌しながらゆっくりと加えた。反応溶液を透析膜（排除限界：8000）で透析後、反応溶液にアミノエチルラクトシド0.64gを加え、2日間室温で攪拌した。反応溶液をそのまま凍結乾燥させ、得られた白色固体をジメチルスルホキシド35mlに溶解させた。反応溶液にさらにアミノエチルラクトシド（合成法についてはSunらの方法参照）0.45g、少量の炭酸カリウムを加え、2日間攪拌した。水素化ホウ素ナトリウムを加え、2日間攪拌後、反応溶液をエタノール500mlにて再沈殿操作を行った。生成した沈殿を濾別し、メタノールとアセトンで洗浄を繰り返した。沈殿を蒸留水に件濁させた後、不溶物を濾別した。溶液を透析膜（排除限界：8000）で透析した後、凍結乾燥し、ラクトース修飾シゾフィランを得た。
Sun, Xue-Long;Faucher, Keith M.; Houston,Michelle; Grande, Daniel;Chaikof, Elliot L. Journal of the American ChemicalSociety, 124(25), 7258-7259(2002) Synthesis of lactose modified schizophyllan Lactose modified schizophyllan was synthesized according to the scheme of FIG. A synthesis method using aminoethyl lactoside is shown as an example, but the same synthesis method can be applied to aminoethyl glycosides of all saccharides (monosaccharides, oligosaccharides, polysaccharides). 234 mg of schizophyllan having a molecular weight of 450,000 prepared in Example 1 was dissolved in 234 ml of distilled water. Sodium periodate 23.7 mg (0.3 equivalents with respect to side chain glucose) was dissolved in a small amount of distilled water and slowly added at 4 ° C. with cooling and stirring. After dialysis of the reaction solution with a dialysis membrane (exclusion limit: 8000), 0.64 g of aminoethyl lactoside was added to the reaction solution, and the mixture was stirred at room temperature for 2 days. The reaction solution was lyophilized as it was, and the resulting white solid was dissolved in 35 ml of dimethyl sulfoxide. To the reaction solution, 0.45 g of aminoethyl lactoside (see the method of Sun et al. For the synthesis method) and a small amount of potassium carbonate were added and stirred for 2 days. After adding sodium borohydride and stirring for 2 days, the reaction solution was reprecipitated with 500 ml of ethanol. The produced precipitate was separated by filtration and washed repeatedly with methanol and acetone. The precipitate was made turbid in distilled water, and insoluble matter was filtered off. The solution was dialyzed with a dialysis membrane (exclusion limit: 8000) and then freeze-dried to obtain lactose-modified schizophyllan.
Sun, Xue-Long; Faucher, Keith M .; Houston, Michelle; Grande, Daniel; Chaikof, Elliot L. Journal of the American Chemical Society, 124 (25), 7258-7259 (2002)

ガラクトース修飾シゾフィランの合成 ガラクトース修飾シゾフィランは図２のスキームに従って合成した。例としてラクトノラクトンを用いた場合の合成法を示しているが、同様の合成法はすべての還元糖類（単糖、オリゴ糖、多糖）の導入に適用することができる。実施例１にて調製された分子量45万のシゾフィラン100mgを蒸留水100mlに溶解させた。過ヨウ素酸ナトリウム3.3mg（側鎖グルコースに対して0.1当量）を少量の蒸留水に溶解させ、4℃にて冷却攪拌しながらゆっくりと加えた。反応溶液はそのまま冷蔵庫内で2日間攪拌を続けた。反応溶液を透析膜（排除限界12000）で透析後、28％アンモニア水溶液40ml、シアノ水素化ホウ素ナトリウム100mgを加え、室温で1週間攪拌を続けた。反応溶液を透析膜（排除限界12000）で透析後、凍結乾燥した。得られた白色固体をジメチルスルホキシド20mlに溶解させ、ラクトノラクトン1g（大過剰）を加え、室温で1週間攪拌を続けた。反応溶液を透析膜（排除限界12000）で透析後、凍結乾燥し、ガラクトース修飾シゾフィランを得た。 Synthesis of galactose modified schizophyllan Galactose modified schizophyllan was synthesized according to the scheme of FIG. A synthesis method using lactonolactone is shown as an example, but the same synthesis method can be applied to the introduction of all reducing sugars (monosaccharides, oligosaccharides, polysaccharides). 100 mg of schizophyllan having a molecular weight of 450,000 prepared in Example 1 was dissolved in 100 ml of distilled water. Sodium periodate (3.3 mg, 0.1 equivalent to side chain glucose) was dissolved in a small amount of distilled water, and slowly added at 4 ° C. with cooling and stirring. The reaction solution was continuously stirred in the refrigerator for 2 days. After dialysis of the reaction solution with a dialysis membrane (exclusion limit 12000), 40 ml of 28% aqueous ammonia solution and 100 mg of sodium cyanoborohydride were added, and stirring was continued at room temperature for 1 week. The reaction solution was dialyzed with a dialysis membrane (exclusion limit 12000) and then lyophilized. The resulting white solid was dissolved in 20 ml of dimethyl sulfoxide, 1 g of lactonolactone (large excess) was added, and stirring was continued for 1 week at room temperature. The reaction solution was dialyzed with a dialysis membrane (exclusion limit 12000) and freeze-dried to obtain galactose-modified schizophyllan.

グルコース修飾シゾフィランの合成 グルコース修飾シゾフィランの合成法は図２のスキームに従い合成し、ラクトノラクトンの代わりにここではマルトノラクトンを用いている。実施例１にて調製された分子量45万のシゾフィラン100mgを蒸留水100mlに溶解させた。過ヨウ素酸ナトリウム3.3mg（側鎖グルコースに対して0.1当量）を少量の蒸留水に溶解させ、4℃にて冷却攪拌しながらゆっくりと加えた。反応溶液はそのまま冷蔵庫内で2日間攪拌を続けた。反応溶液を透析膜（排除限界12000）で透析後、28％アンモニア水溶液40ml、シアノ水素化ホウ素ナトリウム100mgを加え、室温で1週間攪拌を続けた。反応溶液を透析膜（排除限界12000）で透析後、凍結乾燥した。得られた白色固体をジメチルスルホキシド20mlに溶解させ、マルトノラクトン1g（大過剰）を加え、室温で１週間攪拌を続けた。反応溶液を透析膜（排除限界12000）で透析後、凍結乾燥し、グルコース修飾シゾフィランを得た。 Synthesis of glucose-modified schizophyllan The method of synthesizing glucose-modified schizophyllan is synthesized according to the scheme of FIG. 2, and here, maltonolactone is used instead of lactonolactone. 100 mg of schizophyllan having a molecular weight of 450,000 prepared in Example 1 was dissolved in 100 ml of distilled water. Sodium periodate (3.3 mg, 0.1 equivalent to side chain glucose) was dissolved in a small amount of distilled water, and slowly added at 4 ° C. with cooling and stirring. The reaction solution was continuously stirred in the refrigerator for 2 days. After dialysis of the reaction solution with a dialysis membrane (exclusion limit 12000), 40 ml of 28% aqueous ammonia solution and 100 mg of sodium cyanoborohydride were added, and stirring was continued at room temperature for 1 week. The reaction solution was dialyzed with a dialysis membrane (exclusion limit 12000) and then lyophilized. The obtained white solid was dissolved in 20 ml of dimethyl sulfoxide, 1 g (large excess) of maltonolactone was added, and stirring was continued at room temperature for 1 week. The reaction solution was dialyzed with a dialysis membrane (exclusion limit 12000) and freeze-dried to obtain glucose-modified schizophyllan.

糖修飾シゾフィランのキャラクタリゼーション 実施例２、３および４にて得られた糖修飾シゾフィランをゲル排除クロマトグラフィー（カラム：TSKgel-α-4000、溶離液：[LiBr]=20mM/DMF）により分子量を測定したところ、すべての糖修飾シゾフィランのサンプルにおいて、化学修飾に伴った分子量の実質的変化がなく、シゾフィラン主鎖の切断が起っていないことが認められた。また、各糖修飾シゾフィランの糖の導入率は元素分析における窒素含有率から算出され、表１に示す通りであった。 Characterization of sugar-modified schizophyllan The molecular weight of the sugar-modified schizophyllan obtained in Examples 2, 3 and 4 was measured by gel exclusion chromatography (column: TSKgel-α-4000, eluent: [LiBr] = 20 mM / DMF) As a result, in all the sugar-modified schizophyllan samples, it was confirmed that there was no substantial change in molecular weight accompanying chemical modification, and no cleavage of schizophyllan main chain occurred. Moreover, the sugar introduction rate of each sugar-modified schizophyllan was calculated from the nitrogen content in elemental analysis and was as shown in Table 1.

レクチンに対する親和性の評価 実施例２にて得られたラクトース修飾シゾフィランのβ-ガラクトース認識レクチンであるRCA₁₂₀に対する親和性を評価した。親和性の評価はフルオレセイン修飾体であるFITC-RCA₁₂₀（生化学工業より購入）を用いて、文献記載の定法に従って、結合に伴う蛍光スペクトル変化より見積もった。FITC-RCA₁₂₀（30μg/ml）を含むトリス緩衝液（20mM、pH7.2）300μlに対して、2mg/mlの濃度でトリス緩衝液（20mM、pH7.2）に溶解させたラクトース修飾シゾフィランを、ラクトース修飾シゾフィランの繰り返し単位の最終濃度が0〜0.1Mになるように50μl加えた後、4℃で12時間熟成した。熟成した各サンプルを室温に戻し、520nmにおける蛍光強度を測定し、ラクトース修飾シゾフィラン不在下の値との比をシゾフィラン、もしくは、ラクトース修飾シゾフィランの濃度に対してプロットした（図３）。未修飾のシゾフィラン（○）はRCA₁₂₀の蛍光強度を全く変化させないのに対して、ラクトース修飾シゾフィラン（●）は濃度が増加すると蛍光強度比が低下することからシゾフィランに修飾されたラクトース末端に存在しているガラクトースはレクチン（RCA₁₂₀）に認識されることが明らかとされた。このような効果は、ガラクトース修飾シゾフィランにおいても同様に確認される。
Teruaki Hasegawa, Shunsuke Kondoh, Kazunori Matsuura, and KazukiyoKobayashi, Macromolecules, 32, 6595-6603（1999） Evaluation of affinity for lectin The affinity of lactose-modified schizophyllan obtained in Example 2 for RCA _120, which is a β-galactose recognition lectin, was evaluated. Affinity was evaluated using FITC-RCA ₁₂₀ (purchased from Seikagaku Corporation), which is a fluorescein-modified product, according to a standard method described in the literature, and was estimated from the change in fluorescence spectrum accompanying binding. Lactose modified schizophyllan dissolved in Tris buffer (20 mM, pH 7.2) at a concentration of 2 mg / ml in 300 μl of Tris buffer (20 mM, pH 7.2) containing FITC-RCA ₁₂₀ (30 μg / ml) Then, 50 μl was added so that the final concentration of the lactose-modified schizophyllan repeating unit was 0 to 0.1 M, followed by aging at 4 ° C. for 12 hours. Each matured sample was returned to room temperature, the fluorescence intensity at 520 nm was measured, and the ratio to the value in the absence of lactose-modified schizophyllan was plotted against the concentration of schizophyllan or lactose-modified schizophyllan (FIG. 3). Unmodified schizophyllan (○) does not change the fluorescence intensity of RCA ₁₂₀ at all, whereas lactose-modified schizophyllan (●) exists at the lactose end modified with schizophyllan because the fluorescence intensity ratio decreases with increasing concentration. The galactose is recognized by the lectin (RCA ₁₂₀ ). Such an effect is similarly confirmed in galactose-modified schizophyllan.
Teruaki Hasegawa, Shunsuke Kondoh, Kazunori Matsuura, and KazukiyoKobayashi, Macromolecules, 32, 6595-6603 (1999)

Lac-SPGおよびGal-SPG、Glc-SPGとアンチセンスオリゴヌクレオチド（DNA）との複合体の調製 実施例２で合成されたLac-SPGならびに実施例３で合成されたGal-SPG、実施例４で合成されたGlc-SPGをそれぞれ極性溶媒であるジメチルスルホキシド（以下DMSOと表記）に溶解させ、濃度を19.8 mg/mlに調整し、この溶液1μl、純水3μl、10mMのトリス緩衝液（pH7.8）1μlと、１本鎖のアンチセンスオリゴヌクレオチド水溶液（1mg/ml）5μlを混合した。得られた溶液はすべて透明で、均一であった。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、癌原遺伝子として文献に報告されているc-myb遺伝子のセンス配列に相補的なホスホロチオエート結合を持つアンチセンス配列 5’-GTG CCG GGG TCT TCG GGC-3’を適用した。実際に使用したアンチセンスオリゴヌクレオチド（固相合成品）は、3’末端に40のdAをつけたシークエンスのc-mybホスホロチオエートアンチセンスオリゴヌクレオチド（配列番号１、以下AS-c-mybと表記）とした。
Barbara Majello et al., Proc. Natl.Acad. Sci., 83, 9636（1986） Preparation of complex of Lac-SPG and Gal-SPG, Glc-SPG and antisense oligonucleotide (DNA) Lac-SPG synthesized in Example 2 and Gal-SPG synthesized in Example 3 Example 4 Glc-SPG synthesized in 1) was dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO), a polar solvent, and the concentration was adjusted to 19.8 mg / ml. 1 μl of this solution, 3 μl of pure water, 10 mM Tris buffer (pH 7) .8) 1 μl and 5 μl of single-stranded antisense oligonucleotide aqueous solution (1 mg / ml) were mixed. The resulting solutions were all clear and uniform. As the antisense oligonucleotide, an antisense sequence 5′-GTG CCG GGG TCT TCG GGC-3 ′ having a phosphorothioate bond complementary to the sense sequence of the c-myb gene reported in the literature as a proto-oncogene was applied. The antisense oligonucleotide actually used (solid-phase synthesis product) was a sequence c-myb phosphorothioate antisense oligonucleotide with 40 dA at the 3 'end (SEQ ID NO: 1, hereinafter referred to as AS-c-myb) It was.
Barbara Majello et al., Proc. Natl. Acad. Sci., 83, 9636 (1986)

Lac-SPGおよびGal-SPG、Glc-SPGとアンチセンスオリゴヌクレオチドとの複合体形成のゲル電気泳動法による確認 アンチセンスオリゴヌクレオチドは負に帯電したリン酸基が正電荷方向に電気泳動する。さらにゲルマトリックスの網目の隙間を泳動するためアンチセンスオリゴヌクレオチドがペプチド修飾多糖類と複合体を形成することにより分子量が大きくなるほど移動度は減少する。そこで、アンチセンスオリゴヌクレオチド（AS-c-myb）にLac-SPGおよびGal-SPG、Glc-SPGを添加して実施例７に記載の方法で複合体を形成させた後、MOPS緩衝液（20mM MOPS(pH7.0)、5mM酢酸ナトリウム、1mM EDTA、3%ジメチルスルホキシド）中で2.5%アガロースゲル用いて2V/cmで2時間電気泳動させ、Gel Star Nucleic Acids Stain（BMA）で染色後、トランスイルミネーター下でその移動度を評価した。図４に例示したアガロースゲル電気泳動の結果によると、Lac-SPGおよびGal-SPG、Glc-SPGの添加に伴って、AS-c-mybの移動度は減少しており、複合体の形成が確認された。 Confirmation of Lac-SPG, Gal-SPG, Glc-SPG and Antisense Oligonucleotide Complex Formation by Gel Electrophoresis Antisense oligonucleotides have negatively charged phosphate groups electrophoresed in the positive charge direction. Furthermore, since the antisense oligonucleotide forms a complex with the peptide-modified polysaccharide in order to migrate through the gaps in the gel matrix network, the mobility decreases as the molecular weight increases. Therefore, Lac-SPG, Gal-SPG, and Glc-SPG were added to the antisense oligonucleotide (AS-c-myb) to form a complex by the method described in Example 7, and then the MOPS buffer (20 mM) Electrophoresis for 2 hours at 2 V / cm in 2.5% agarose gel in MOPS (pH 7.0), 5 mM sodium acetate, 1 mM EDTA, 3% dimethyl sulfoxide), stained with Gel Star Nucleic Acids Stain (BMA), trans The mobility was evaluated under an illuminator. According to the result of agarose gel electrophoresis illustrated in FIG. 4, the mobility of AS-c-myb decreased with the addition of Lac-SPG, Gal-SPG, and Glc-SPG, and the formation of the complex confirmed.

＜比較例１＞
Lac-SPGおよびGal-SPG、Glc-SPGと複合体を形成させたヒトc-mybホスホロチオエートアンチセンスオリゴヌクレオチド（AS-c-myb）によるヒト由来肝臓癌細胞HepG2の増殖抑制の効果 細胞増殖試験には、ガラクトースを認識するアシアロ糖レセプターを発現することが報告されているヒト由来肝臓癌細胞HepG2（ATCCより入手）を利用して文献記載の方法で試験を行った。96穴プレートに100μlの10%仔牛胎児血清および1mMピルビン酸ナトリウム、1mM非必須アミノ酸を含むMEM培地（シグマ）に懸濁した2×10³個のHepG2を播種した。一晩、CO₂インキュベーター内で37℃、5％CO_２下で培養を行った後に、AS-c-mybおよび実施例７で調製したAS-c-mybとLac-SPG若しくはGal-SPGとの複合体および比較例としてAS-c-mybとGlc-SPGとの複合体を限外ろ過膜（排除限界3000：ミリポア）でろ過してDMSOを除去し濃度を再調整したものを添加し、37℃、5％CO_２下で96時間培養後、細胞数をCell Counting Kit-8（同仁化学研究所）を利用し、付属のプロトコールに従って測定した。AS-c-myb無添加の穴の細胞数を生存率100％として細胞増殖を評価した。その結果を図５に示した。
Joyce Bischoff and Harvey F.Lodish, J. Biol. Chem., 262, 11825(1987) 橋田充ら、J. Control. Release, 53,301(1998) <Comparative Example 1>
Inhibition of proliferation of human hepatoma cell HepG2 by human c-myb phosphorothioate antisense oligonucleotide (AS-c-myb) complexed with Lac-SPG, Gal-SPG and Glc-SPG Tested by a method described in the literature using human-derived liver cancer cell HepG2 (obtained from ATCC), which has been reported to express an asialogous sugar receptor that recognizes galactose. A 96-well plate was seeded with 2 × 10 ³ HepG2 suspended in MEM medium (Sigma) containing 100 μl of 10% fetal calf serum, 1 mM sodium pyruvate, and 1 mM non-essential amino acids. After overnight culture in a CO ₂ incubator at 37 ° C. and 5% CO ₂ , AS-c-myb and AS-c-myb prepared in Example 7 were mixed with Lac-SPG or Gal-SPG. Add the complex and the complex of AS-c-myb and Glc-SPG as a comparative example through ultrafiltration membrane (exclusion limit 3000: Millipore) to remove DMSO and readjust the concentration, 37 ° C., after 96 hours incubation under 5% CO _2, the number of cells using the cell Counting Kit-8 (Dojin Kagaku Kenkyusho) was measured according to the attached protocol. Cell proliferation was evaluated with the number of cells in the hole without AS-c-myb added as the survival rate of 100%. The results are shown in FIG.
Joyce Bischoff and Harvey F. Lodish, J. Biol. Chem., 262, 11825 (1987) Mitsuru Hashida et al., J. Control. Release, 53,301 (1998)

図５に例示したように、AS-c-myb単独投与よりもAS-c-mybとLac-SPGおよびGal-SPGの複合体である本発明の遺伝子治療剤の方が、40から50%細胞の生存率が低下している。一方、同じ条件でAS-c-mybとGlc-SPGの複合体を投与してもHepG2細胞の生存率は、AS-c-myb単独投与よりも8から10%程度しか細胞の生存率が低下していない。その結果、本発明に従う遺伝子治療剤のAS-c-mybとLac-SPG若しくはGal-SPGとの複合体が、肝細胞特異的に細胞生存率を低下させることが確認された。
また、Lac-SPGおよびGal-SPG、Glc-SPGのみをHepG2細胞に投与しても細胞生存率にはほとんど影響を与えていない。 As illustrated in FIG. 5, the gene therapy agent of the present invention, which is a complex of AS-c-myb, Lac-SPG, and Gal-SPG, has 40 to 50% more cells than AS-c-myb alone. The survival rate of has declined. On the other hand, even when AS-c-myb and Glc-SPG complex is administered under the same conditions, the survival rate of HepG2 cells is only 8 to 10% lower than that of AS-c-myb alone. Not done. As a result, it was confirmed that the complex of AS-c-myb, which is a gene therapy agent according to the present invention, and Lac-SPG or Gal-SPG decreases the cell viability specifically in hepatocytes.
Moreover, even when only Lac-SPG, Gal-SPG, and Glc-SPG are administered to HepG2 cells, the cell viability is hardly affected.

＜比較例２＞
Lac-SPGおよびGal-SPG、Glc-SPGと複合体を形成させた、ヒトc-mybホスホロチオエートのセンス鎖オリゴヌクレオチド（S-c-myb）によるヒト由来肝臓癌細胞HepG2の増殖抑制 比較例としてAS-c-mybの代わりにヒトc-mybの配列の一部でありアンチセンス効果のない（治療効果を示さない）と文献に記載されているヒトc-mybホスホロチオエートのセンス鎖オリゴヌクレオチドのセンス配列CAC GGC CCC AGA AGC CCGの3’末端に40のdAをつけたシークエンス（配列番号２、以下S c-mybと表記）を実施例９および比較例１と同様の方法でヒト由来肝臓癌細胞HepG2の増殖抑制の効果を評価した。この結果を図６に例示した。
Alan M. Gewirtz and Bruno Calabretta Science, 242, 1303（1988） <Comparative example 2>
AS-c as a comparative example of growth inhibition of human hepatoma cell HepG2 by human c-myb phosphorothioate sense strand oligonucleotide (Sc-myb) complexed with Lac-SPG, Gal-SPG and Glc-SPG Sense sequence CAC GGC of the sense strand oligonucleotide of human c-myb phosphorothioate described in the literature as part of the sequence of human c-myb instead of -myb and having no antisense effect (no therapeutic effect) CCC AGA AGC CCG sequence with 40 dA at the 3 'end (SEQ ID NO: 2, hereinafter referred to as Sc-myb) was grown in the same manner as in Example 9 and Comparative Example 1 to proliferate human-derived liver cancer cells HepG2. The effect of inhibition was evaluated. The results are illustrated in FIG.
Alan M. Gewirtz and Bruno Calabretta Science, 242, 1303 (1988)

図６に示すように、S-c-myb単独投与区およびLac-SPGおよびGal-SPG、Glc-SPGとの複合体投与区では細胞の生存率はほとんど低下せず、アンチセンス効果のないオリゴヌクレオチドとの複合体形成物は、細胞増殖抑制効果が無いことが示された。   As shown in FIG. 6, in the group administered with Sc-myb alone and in the complex administered group with Lac-SPG, Gal-SPG, and Glc-SPG, the cell viability was hardly decreased, and the oligonucleotide having no antisense effect It was shown that this complex-formation product has no cell growth inhibitory effect.

＜比較例３＞
Lac-SPGおよびGal-SPG、Glc-SPGと複合体を形成させたヒトc-mybホスホロチオエートアンチセンスオリゴヌクレオチド（AS-c-myb）によるヒト由来黒色腫瘍細胞A375の増殖抑制の効果 比較例として肝臓癌細胞の代わりにガラクトースを認識するアシアロ糖レセプターを発現しないヒト由来黒色腫瘍細胞A375（ATCCより入手）を治療対象としてAS-c-mybおよび複合体による細胞増殖抑制の効果を評価した。96穴プレートに100μlの10%仔牛胎児血清を含むDMEM培地に懸濁した2×10³個のヒト由来黒色腫瘍細胞A375を播種しCO₂インキュベーター内で37℃、5％CO_２下で一晩前培養後に、AS-c-mybおよび実施例７で調製したAS-c-mybとLac-SPGおよびGal-SPG、Glc-SPGとの複合体を限外ろ過膜（排除限界3000：ミリポア）でろ過してDMSOを除去し濃度を再調整したものを添加し、37℃、5％CO_２下で96時間培養後、細胞数をCell Counting Kit-8（同仁化学研究所）を利用し、付属のプロトコールに従って測定した。AS c-myb無添加の穴の細胞数を生存率100％として細胞増殖を評価した。その結果を図７に示した。
図７に例示したように、AS-c-myb単独投与よりも複合体投与の方が、10%程度細胞の生存率が低下している。A375細胞は、ガラクトース認識部位を持たないためLac-SPGおよびGal-SPG、Glc-SPGの複合体による差異は無く、細胞特異的な増殖抑制効果を示さなかった。 <Comparative Example 3>
Liver as a comparative example of the growth inhibition effect of human-derived black tumor cell A375 by human c-myb phosphorothioate antisense oligonucleotide (AS-c-myb) complexed with Lac-SPG, Gal-SPG and Glc-SPG The effect of cell growth inhibition by AS-c-myb and the complex was evaluated on human-derived black tumor cells A375 (obtained from ATCC) that do not express asialosaccharide receptors that recognize galactose instead of cancer cells. A 96-well plate was seeded with 2 × 10 ³ human-derived black tumor cells A375 suspended in DMEM medium containing 100 μl of 10% fetal calf serum and overnight at 37 ° C. and 5% CO ₂ in a CO ₂ incubator. After pre-culture, the complex of AS-c-myb and AS-c-myb prepared in Example 7 with Lac-SPG, Gal-SPG, and Glc-SPG was filtered with an ultrafiltration membrane (exclusion limit 3000: Millipore). Add DMSO-removed DMSO-reconstituted solution after culturing at 37 ° C under 5% CO ₂ for 96 hours, and use Cell Counting Kit-8 (Dojindo Laboratories) The measurement was performed according to the protocol. Cell proliferation was evaluated with the number of cells in the hole without AS c-myb added as the survival rate of 100%. The results are shown in FIG.
As illustrated in FIG. 7, the cell survival rate is decreased by about 10% in the complex administration than in the AS-c-myb single administration. Since A375 cells did not have a galactose recognition site, there was no difference due to the complex of Lac-SPG, Gal-SPG, and Glc-SPG, and the cell-specific growth inhibitory effect was not shown.

本発明の細胞認識糖修飾多糖系の遺伝子キャリアーは、細胞に対する標的指向性が高く、病原性細胞の増殖抑制効果に優れた、かつ生体に安全な遺伝子キャリアーとして遺伝子治療の分野で利用され得るものである。   The cell-recognized sugar-modified polysaccharide gene carrier of the present invention has a high target-directivity to cells, has an excellent effect of suppressing the growth of pathogenic cells, and can be used in the field of gene therapy as a safe gene carrier It is.

ラクトース修飾シゾフィランの合成スキーム（実施例２）を示す。The synthetic scheme (Example 2) of a lactose modification schizophyllan is shown. ガラクトース修飾シゾフィランの合成スキーム（実施例３）を示す。The synthesis scheme (Example 3) of a galactose modified schizophyllan is shown. ラクトース修飾シゾフィランのレクチン（FITC-RCA₁₂₀）に対する蛍光応答曲線を示す。（○）未修飾シゾフィラン、（●）ラクトース修飾シゾフィラン（実施例６）。Shows the fluorescence response curves for lectins lactose-modified schizophyllan (FITC-RCA _120). (◯) Unmodified schizophyllan, (●) Lactose modified schizophyllan (Example 6). 本発明に従う遺伝子治療剤のLac-SPGおよびGal-SPGとアンチセンスオリゴヌクレオチドとの複合体化を示すアガロースゲル電気泳動パターン（実施例８）である。It is an agarose gel electrophoresis pattern (Example 8) which shows the complexation of Lac-SPG and Gal-SPG of the gene therapy agent according to this invention, and an antisense oligonucleotide. Lac-SPGおよびGal-SPG、Glc-SPGとヒトc-mybホスホロチオエートアンチセンスオリゴヌクレオチドとの複合体使用によるヒト由来肝臓癌細胞HepG2の増殖抑制試験の結果（実施例９および比較例１）を示す。The result (Example 9 and Comparative Example 1) of the growth-inhibition test of the human-derived liver cancer cell HepG2 by using the complex of Lac-SPG, Gal-SPG, Glc-SPG and human c-myb phosphorothioate antisense oligonucleotide is shown. . Lac-SPGおよびGal-SPG、Glc-SPGとヒトc-mybホスホロチオエートアンチセンスオリゴヌクレオチド（AS-c-myb）および、治療効果を示さないヒトc-mybホスホロチオエートのセンス鎖オリゴヌクレオチド（S-c-myb）との複合体使用によるヒト由来肝臓癌細胞HepG2の増殖抑制試験の結果（比較例２）を示す。Lac-SPG and Gal-SPG, Glc-SPG and human c-myb phosphorothioate antisense oligonucleotide (AS-c-myb) and non-therapeutic human c-myb phosphorothioate sense strand oligonucleotide (Sc-myb) The result (comparative example 2) of the growth-inhibition test of the human-derived liver cancer cell HepG2 by use of a complex with is shown. Lac-SPGおよびGal-SPG、Glc-SPGとヒトc-mybホスホロチオエートアンチセンスオリゴヌクレオチドとの複合体使用によるヒト由来黒色腫瘍細胞A375の増殖抑制試験の結果（比較例３）を示す。The result (comparative example 3) of the growth suppression test of the human origin black tumor cell A375 by using the composite_body | complex of Lac-SPG and Gal-SPG, Glc-SPG, and human c-myb phosphorothioate antisense oligonucleotide is shown.

Claims (6)

細胞を認識する糖残基を含む原子団で側鎖が修飾された多糖から成ることを特徴とする多糖系遺伝子キャリアー。   A polysaccharide gene carrier comprising a polysaccharide whose side chain is modified with an atomic group containing a sugar residue that recognizes a cell. 細胞を認識する糖残基が、ガラクトース、Ｎ−アセチルガラクトサミン、Ｎ−アセチルグルコサミン、マンノ-ス、グルコース、フコースおよびシアル酸より選ばれる単糖または該単糖を含むオリゴ糖の残基であることを特徴とする請求項１に記載の多糖系遺伝子キャリアー。   The sugar residue that recognizes a cell is a residue of a monosaccharide selected from galactose, N-acetylgalactosamine, N-acetylglucosamine, mannose, glucose, fucose and sialic acid, or an oligosaccharide containing the monosaccharide. The polysaccharide gene carrier according to claim 1, wherein: 多糖がβ−1,3−グルカンであることを特徴とする請求項１または２に記載の多糖系遺伝子キャリアー。   The polysaccharide gene carrier according to claim 1 or 2, wherein the polysaccharide is β-1,3-glucan. β−1,3−グルカンがシゾフィラン、レンチナンまたはスクレログルカンから選ばれることを特徴とする請求項３に記載の多糖系遺伝子キャリアー。   The polysaccharide gene carrier according to claim 3, wherein the β-1,3-glucan is selected from schizophyllan, lentinan or scleroglucan. 請求項１〜４のいずれかに記載の多糖系遺伝子キャリアーを用いて細胞に遺伝子を導入する方法であって、夫々１本鎖の状態にある前記多糖系キャリアーと目的の遺伝子を含む核酸とを水の存在下で混合し、多糖系キャリアー２本鎖および核酸１本鎖から成る３重螺旋状の複合体を形成させて投与することを特徴とする方法。   A method for introducing a gene into a cell using the polysaccharide gene carrier according to any one of claims 1 to 4, wherein each of the polysaccharide carrier in a single-stranded state and a nucleic acid containing a target gene are used. A method comprising administering in the presence of water to form a triple helical complex composed of a double-stranded polysaccharide carrier and a single-stranded nucleic acid. 修飾基がβ−ガラクトースの残基を含み、特異的に認識する細胞が肝臓実細胞であることを特徴とする請求項５に記載の遺伝子導入方法。
6. The gene introduction method according to claim 5, wherein the modifying group contains a β-galactose residue and the specifically recognized cell is a liver real cell.

Images