WO2024080183A1 - 糖鎖複合体、薬物担体、及びドラッグデリバリーシステム - Google Patents
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- C08B37/0063—Glycosaminoglycans or mucopolysaccharides, e.g. keratan sulfate; Derivatives thereof, e.g. fucoidan
- C08B37/0075—Heparin; Heparan sulfate; Derivatives thereof, e.g. heparosan; Purification or extraction methods thereof
Definitions
- the present invention relates to a glycoconjugate, a drug carrier, and a drug delivery system.
- Patent Document 1 describes an ink containing (1) alginic acid and/or a salt thereof, (2) water, and (3) at least one compound selected from the group consisting of compounds having peptide bonds and glycosaminoglycans.
- This ink is gelled using an inkjet method to form microbeads. The use of this ink achieves both good gel forming properties and good ink ejection properties.
- the article also states that because compounds with peptide bonds and glycosaminoglycans have excellent cell adhesive properties, they are expected to be used as scaffolding materials in the field of regenerative medicine. It also states that the above-mentioned microbeads will be used in the development of drug delivery systems, etc.
- Gelled microbeads have lower fluidity than liquid ink. Therefore, when these microbeads are loaded with drugs and used as drug carriers, the drugs tend to remain in the designated location in the body. This makes it possible to increase the local drug concentration.
- Patent Document 1 only increase the local drug concentration due to the low fluidity of the gel. As a result, it was not possible to sufficiently suppress the decrease in concentration over time. When used in a drug delivery system, there was room for improvement in terms of optimally increasing the local drug concentration.
- Patent Document 1 does not consider bones as a location for increasing local drug concentration in the body.
- bone-related treatments such as fractures and osteoporosis
- locally increasing the drug concentration around the bones leads to improved therapeutic effects and reduced drug use.
- glycans are known to easily bind to drugs such as growth factors. Therefore, it is necessary to appropriately increase the concentration of glycans around bones, assuming that glycans will be used as drug carriers in a drug delivery system.
- the glycan complex of aspect 1 has a glycan bound to a hydroxyapatite-binding molecule, and the hydroxyapatite-binding molecule is at least one of an acidic peptide and estradiol.
- the acidic peptide contains at least one selected from aspartic acid and glutamic acid.
- Aspect 3 is the sugar chain complex according to aspect 1 or 2, wherein the sugar chain contains at least one selected from heparin, chondroitin sulfate, and hyaluronic acid.
- the heparin is a low molecular weight heparin.
- Aspect 5 is the sugar chain complex according to any one of Aspects 1 to 4, further comprising at least one selected from the group consisting of bone morphogenetic factor, fibroblast growth factor, vascular endothelial growth factor, and hepatocyte growth factor bound to the sugar chain.
- the drug carrier of embodiment 6 contains the glycoconjugate according to any one of embodiments 1 to 5.
- the drug delivery system of the seventh aspect uses the glycoconjugate according to any one of the first to fifth aspects to increase the concentration of a drug around bone.
- the glycan complex of the present invention can effectively increase the concentration of glycans around bones.
- FIG. 1 is a schematic diagram of a glycoconjugate.
- FIG. 2 shows a reaction formula for binding an aspartic acid residue as a hydroxyapatite-binding molecule to low molecular weight heparin as a sugar chain.
- the top of Figure 3 is a micrograph of a rat, and the bottom is a fluorescent image taken at the same position.
- FIG. 4 shows micrographs of bone union evaluation in which artificial bones containing a glycoconjugate were placed around the L4 and L5 vertebrae of a rat.
- the sugar chain complex has a sugar chain bound to a hydroxyapatite-binding molecule.
- the sugar chain will be explained below.
- sugar chain refers to a compound in which two or more monosaccharides are linked.
- a sugar chain two or more monosaccharides are linked by dehydration condensation through a glycosidic bond.
- the sugar chain is not limited to a compound in which only monosaccharides are linked, but may be a compound in which monosaccharide derivatives are linked. It may also be a compound in which a mixture of monosaccharides and monosaccharide derivatives are linked.
- the sugar chain may be a straight-chain type in which monosaccharides or monosaccharide derivatives are linked in a straight chain, or a branched-chain type having a branched chain.
- glycans include, but are not limited to, glucose, galactose, mannose, fucose, xylose, N-acetylglucosamine, N-acetylgalactosamine, and derivatives thereof.
- the glycans may be polysaccharide decomposition products, glycoproteins, proteoglycans, glycosaminoglycans, and glycolipids.
- the above-mentioned monosaccharide derivatives are not particularly limited, but examples thereof include those in which the sugars constituting the glycan have a carboxyl group, an amino group, deoxygenated sugars, sulfate groups, or phosphate groups. Alternatively, those in which the amino group, sulfate group, or phosphate group has been replaced with a salt may be mentioned.
- aldonic acids such as sialic acid and D-gluconic acid
- uronic acids such as iduronic acid and glucuronic acid (D-glucuronic acid).
- Specific examples of those having the above amino group include D-glucosamine, D-galactosamine, and the like.
- Specific examples of the deoxygenated products include 2-deoxy-D-ribose.
- sugar chains may be used alone or in combination of two or more.
- the sugar chain is preferably glycosaminoglycan.
- Glycosaminoglycans are composed of linear polysaccharides. Glycosaminoglycans may be in the form of a salt, such as a sodium salt. Specific examples of glycosaminoglycans include, but are not limited to, hyaluronic acid, chondroitin sulfate, keratanic acid, heparanic acid, heparin, low molecular weight heparin, etc. Among these, the sugar chain is preferably hyaluronic acid, chondroitin sulfate, heparin, or low molecular weight heparin. In addition, when the sugar chain is low molecular weight heparin, it is preferable because it is easy to bind hydroxyapatite-binding molecules and also easy to bind drugs such as growth factors.
- Heparin generally means one with an average molecular weight of 15,000 or more and 20,000 or less.
- Low molecular weight heparin means low molecular weight heparin obtained by depolymerizing heparin or low molecular weight heparin obtained by chemical synthesis.
- the average molecular weight of low molecular weight heparin is 1,000 or more and 10,000 or less.
- the method for measuring the average molecular weight is not particularly limited, and any known measuring method can be used as appropriate.
- a method for measuring the average molecular weight can be gel permeation chromatography using a standard substance with a known molecular weight.
- the hydroxyapatite-binding molecule refers to a residue of a compound that has the property of easily binding to hydroxyapatite (hereinafter also referred to as HA), which is a major component of bone.
- HA hydroxyapatite
- glycan bound to a hydroxyapatite-binding molecule in the present invention means that a residue of a compound that has the property of easily binding to HA is bound to a glycan.
- An HA-binding molecule bound to a glycan is called a glycan complex.
- Compounds that have the property of easily binding to HA include, but are not limited to, acidic peptides, bisphosphonates, estradiol, and the like.
- Bisphosphonates are compounds similar to pyrophosphate and are known to have high affinity for HA.
- Estradiol is a type of estrogen.
- the HA-binding molecule is preferably an acidic peptide.
- acidic peptides include aspartic acid, glutamic acid, and the like.
- Acidic peptides are peptides that have a carboxyl group in the side chain.
- the carboxyl group in the side chain binds to the phosphate of HA, thereby binding the acidic peptide to HA.
- the HA-binding molecule is something other than an acidic peptide, the functional group of the HA-binding molecule binds to the phosphate of HA, thereby binding the HA-binding molecule to HA.
- Aspartic acid and glutamic acid may be composed of one aspartic acid or one glutamic acid, or may be composed of multiple aspartic acids or multiple glutamic acids linked together in a chain.
- an acidic peptide may be composed of multiple linked structural units.
- the acidic peptide may be one in which one aspartic acid and one glutamic acid are bonded together.
- the acidic peptide may be one in which aspartic acid and glutamic acid are bonded together, and at least one of them may be bonded multiple times.
- the acidic peptide may be one in which multiple aspartic acids and multiple glutamic acids are bonded together.
- the acidic peptide may be one in which multiple aspartic acids and multiple glutamic acids are bonded together randomly, or one in which multiple building blocks are bonded together.
- the upper limit of the number of bonded structural units is not particularly limited, but is preferably 20, and more preferably 10.
- the lower limit of the number of bonded structural units is not particularly limited, but is preferably 2, and more preferably 5.
- the above acidic peptides may be used alone or in combination of two or more.
- Method of producing a glycoconjugate The method for binding an HA-binding molecule to a sugar chain, i.e., the method for producing a sugar chain complex, is not particularly limited, and known methods can be appropriately adopted.
- a method for binding an aspartic acid residue as an HA-binding molecule to a sugar chain will be described below.
- a crosslinker having two amino groups is bonded to the carboxyl group or aldehyde group of the sugar chain.
- a specific example of the crosslinker is 1,11-diamino-3,6,9-trioxaundecane.
- a dehydration condensation reaction is carried out between the carboxyl group or aldehyde group of the sugar chain and one of the amino groups of the crosslinker to form a peptide bond.
- a bifunctional reagent that has an N-hydroxysuccinimide active ester and a maleimide group, which have different reactivities at both ends of the molecule, is bonded to the other amino group of the crosslinker.
- a specific example of a bifunctional reagent is Sulfo-SMCC.
- the maleimide group of the bifunctional reagent is reacted with a sulfhydryl (SH) group biotin standard reagent to which aspartic acid is bound.
- SH sulfhydryl
- the glycoconjugate of the present invention may further be bound to a drug.
- drugs that bind to glycoconjugates will be described.
- the drug that binds to the glycoconjugate is not particularly limited, and any known drug used in bone-related treatment can be used as appropriate.
- An example of the drug is a growth factor, which is a general term for endogenous proteins that promote the proliferation and differentiation of specific cells.
- growth factors include bone morphogenetic factors, fibroblast growth factors, vascular endothelial growth factors, and hepatocyte growth factors.
- Bone morphogenetic proteins are a group of proteins that have been identified as molecules that induce and promote the differentiation of bone tissue and cartilage. BMPs are also called bone morphogenetic proteins.
- Fibroblast growth factors are a group of proteins that have been identified as molecules involved in angiogenesis, wound healing, and embryonic development. FGFs play an important role in the proliferation and differentiation processes of a wide range of cells and tissues.
- VEGF Vascular endothelial growth factor
- Hepatocyte growth factor (hereinafter also referred to as HGF) is a group of proteins that have been identified as molecules involved in liver and kidney regeneration and neuroprotection.
- the above drugs may be used alone or in combination of two or more. Also, commercially available drugs may be used.
- the glycoconjugate of the present invention may have the above-mentioned drug bound to it in advance. If the drug is bound to it in advance, the step of binding the drug to the glycoconjugate can be omitted when using the glycoconjugate as a drug carrier. Therefore, it can be easily used as a drug carrier.
- the glycoconjugate may not have the above-mentioned drug bound to it, and may be bound to a drug at the stage of use as a drug carrier. This allows the glycoconjugate and the drug to be stored separately, making it easier to maintain the individual qualities of the glycoconjugate and the drug in good condition.
- the glycoconjugate may be used without the drug being bound to it.
- the glycoconjugate and the drug may be configured to bind to each other after being administered to a specific location in the body. In such a configuration, the task of binding the two can be omitted.
- the method for binding a drug to a glycoconjugate is described below.
- Method for binding drugs to glycoconjugates The method for binding a drug to a glycoconjugate is not particularly limited, and any known method can be appropriately adopted.
- a liquid glycoconjugate and a liquid drug are prepared. These are weighed and mixed to a predetermined ratio, and then the mixture is left to stand for a predetermined period of time, allowing the drug to bind to the glycoconjugate.
- a liquid glycoconjugate by mixing a liquid glycoconjugate with a liquid drug, functional groups such as carboxyl groups, aldehyde groups, and sulfate groups of the glycoconjugate can be bound to functional groups such as amino groups and carboxyl groups of the drug protein.
- the time period during which the mixture is left standing is not particularly limited, but is preferably at least 1 hour, and more preferably at least 2 hours.
- the content ratio of the glycoconjugate and the drug is not particularly limited. When the total content ratio of both is 100% by mass, the lower limit of the content ratio of the glycoconjugate is preferably 50% by mass, more preferably 60% by mass, and even more preferably 70% by mass.
- the upper limit of the content ratio of the glycoconjugate is preferably 95% by mass, more preferably 90% by mass, and even more preferably 80% by mass.
- stirring may be carried out as appropriate.
- a powdered glycoconjugate and a powdered drug may be mixed together.
- the powdered glycoconjugate and the powdered drug can be prepared, for example, by freeze-drying the liquid glycoconjugate and the liquid drug.
- liquid glycoconjugate instead of simply mixing the liquid glycoconjugate with the liquid drug, they may be mixed and then impregnated into an artificial bone made of HA.
- impregnation time There is no particular limit to the impregnation time, but it is preferably 30 minutes or more, and more preferably 1 hour or more.
- the glycoconjugate and drug in powder form may be dispersed in the artificial bone, and the glycoconjugate and drug may be bound within the artificial bone.
- the glycoconjugate may contain other components in addition to those described above, such as preservatives, thickeners, dispersants, colorants, surfactants, and solvents.
- the content of other components in the glycoconjugate is not particularly limited, but is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and even more preferably 3% by mass or less.
- glycoconjugates ⁇ Application forms, dosage forms, and uses of glycoconjugates>
- the application form of the glycoconjugate is not particularly limited, and it can be used, for example, as a drug, a designated quasi-drug, or a quasi-drug.
- the dosage form of the glycoconjugate is not particularly limited, and it can be appropriately prepared into a powder, solid, semi-solid, liquid, or other form.
- the use of the glycoconjugate is not particularly limited and can be applied to known uses, such as drug carriers used in drug delivery systems.
- glycoconjugate 10 As shown in FIG. 1, in the glycoconjugate 10, eight aspartic acid residues (shown as (Asp)8 in FIG. 1) serving as HA-binding molecules 12 are bound to the glycoconjugate 11. In addition, in the glycoconjugate 10, a bone morphogenetic factor (shown as BMP-2 in FIG. 1) 13 serving as a drug is bound to the glycoconjugate 11. When the glycoconjugate 10 is administered into the body, the HA-binding molecules 12 bind to the bone, and the glycoconjugate 10 tends to remain on the bone surface. In other words, the concentration of glycoconjugates around the bone can be favorably increased.
- the bone morphogenetic protein 13 is present locally on the bone surface. Compared to conventional techniques in which the low fluidity of the gel increases the local drug concentration, the decrease in drug concentration over time can be effectively suppressed. This makes it possible to preferably increase the concentration of the bone morphogenetic protein 13 around the bone.
- the above-mentioned "surrounding the bone” is not particularly limited, but means, for example, a range within 10 mm from the surface of the bone.
- the effect of the glycoconjugate of this embodiment will be described.
- the glycan complex has a glycan bound to an HA-binding molecule, and the HA-binding molecule is at least one of an acidic peptide and estradiol.
- the glycan complex can be made to remain on the bone surface more easily, and therefore the concentration of glycans around the bone can be favorably increased.
- the acidic peptide contains at least one selected from aspartic acid and glutamic acid.
- the concentration of glycans around the bone can be more suitably increased.
- the sugar chain contains at least one selected from heparin, chondroitin sulfate, and hyaluronic acid.
- drugs such as growth factors are used for bone-related treatment, the drugs can be easily bound to the sugar chain. Therefore, it becomes possible to preferably increase the concentration of the drug around the bone.
- the heparin is a low molecular weight heparin.
- Low molecular weight heparin is easy to bind with HA-binding molecules and also easy to bind with drugs such as growth factors. Therefore, it is possible to more appropriately increase the concentration of drugs such as growth factors around the bone.
- At least one selected from bone morphogenetic factors, fibroblast growth factors, vascular endothelial growth factors, and hepatocyte growth factors is bound to the glycans. This makes it possible to favorably increase the concentrations of these drugs around the bone, which contributes to improved therapeutic effects and reduced drug use when performing bone-related treatments.
- a drug carrier containing the above-mentioned glycoconjugate is a drug delivery system that uses the above-mentioned glycoconjugate to increase the concentration of a drug around bone. Therefore, as a drug delivery system and as a drug carrier used in a drug delivery system, it becomes possible to preferably increase the drug concentration in a local location such as around the bone.
- Example 1 The glycoconjugate was prepared according to the reaction scheme shown in FIG.
- glycan Commercially available low molecular weight heparin was used as the glycan. The average molecular weight of the low molecular weight heparin was 5,000.
- commercially available aspartic acid was used as the HA-binding molecule. The aspartic acid used had eight aspartic acids bound together.
- step 1 low molecular weight heparin was dissolved in 2-morpholinoethanesulfonic acid (also referred to as MES) as a buffer.
- MES 2-morpholinoethanesulfonic acid
- the resulting solution was mixed with 1,11-diamino-3,6,9-trioxaundecane as a cross-linking agent and sodium cyanoborohydride as an imine reducing agent. After shaking at room temperature for 18 hours, the solution was centrifuged. After washing three times with phosphate buffered saline (hereinafter also referred to as PBS), the residue was diluted with PBS to obtain a diluted solution.
- PBS phosphate buffered saline
- step 2 Sulfo-SMCC was added to the above diluted solution as a cross-linking agent for the bifunctional reagent. After keeping it at room temperature for 30 minutes, it was washed three times with PBS and then subjected to ultrafiltration. The obtained concentrated solution was dissolved in PBS to obtain a solution.
- step 3 the above-mentioned solution was mixed with a sulfhydryl (SH) group biotin standard reagent to which aspartic acid was bound. After keeping it at room temperature for 30 minutes, ultrafiltration was performed. Then, it was washed three times with acetate buffer. By carrying out the above steps 1 to 3, a liquid glycan complex to which aspartic acid residues were bound was prepared.
- SH sulfhydryl
- BMP-2 is one of the above-mentioned BMPs, and refers to a dimer of BMP.
- Test Category 2 The concentration of sugar chains around bones was evaluated when the sugar complex of Example 1 was administered to the body. In addition, the concentration of a drug around bones was evaluated when a drug was bound to the sugar complex of Example 1 and administered to the body.
- a fluorescent labeling reagent was bound to the glycoconjugate of Example 1 using a known method. Fluorescein isothiocyanate (also called FITC) was used as the fluorescent labeling reagent. The glycoconjugate bound to the fluorescent labeling reagent was subcutaneously injected into a rat. After 24 hours, a microscopic photograph of the rat was taken. Similarly, a fluorescent image of the rat was also taken. The results are shown in FIG. 3.
- the method of administering the glycoconjugate is not limited to subcutaneous injection (subcutaneous administration), and known methods used in drug delivery systems can be appropriately adopted.
- the glycoconjugate bound to a drug can also be administered by known methods used in drug delivery systems.
- the back muscles of 8-week-old Sprague-Dawley rats (hereinafter also referred to as SD rats) were divided to expose the transverse processes of the L4 and L5 vertebrae.
- the transverse processes of the L4 and L5 vertebrae were peeled using an electric burr.
- Artificial bone impregnated with a glycoconjugate and BMP-2 was placed around the peeled transverse processes.
- the areas around the L4 and L5 vertebrae of the SD rats were observed under a microscope.
- Example 1 In Comparative Example 1, instead of the 2 nmol glycoconjugate and 2 ⁇ g BMP-2 used in Example 1, only PBS was used as a control. Other than that, the test was performed under the same conditions as in Example 1.
- (Evaluation results) 3 is a micrograph of a rat 20 stained with hematoxylin and eosin (HE).
- the skull 21 is located on the left side, and the spine 22 is located on the right side.
- the sternum 23 is located below the spine 22.
- the bottom of Figure 3 shows a fluorescent image of the same area as the top.
- lighter colored areas indicate stronger fluorescent reactions. Areas with stronger fluorescent reactions indicate the presence of a large amount of fluorescent labeling reagent, and therefore the presence of many glycans bound to the fluorescent labeling reagent.
- Example 1 the transverse processes of the peeled L4 and L5 vertebrae were repaired to a certain extent.
- artificial bone was attached around the transverse processes, and more of the artificial bone had fused compared to Comparative Examples 1 and 2. From these findings, it was confirmed that bone fusion was progressing in Example 1. It was also indirectly confirmed that the concentration of BMP-2 around the bones was suitably high.
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Abstract
糖鎖複合体は、ハイドロキシアパタイト結合性分子が結合した糖鎖を有し、前記ハイドロキシアパタイト結合性分子が、酸性ペプチド、及びエストラジオールの少なくとも一方である。
Description
本発明は、糖鎖複合体、薬物担体、及びドラッグデリバリーシステムに関する。
特許文献1は、(1)アルギン酸及び/又はその塩、(2)水、並びに(3)ペプチド結合を有する化合物及びグリコサミノグリカンからなる群より選ばれる少なくとも一種の化合物を含有するインクについて記載している。このインクをインクジェット法でゲル化することによって、マイクロビーズを形成している。このインクを用いることによって、良好なゲル形成性と、良好なインクの吐出性を両立させている。
また、ペプチド結合を有する化合物やグリコサミノグリカンは、細胞接着性に優れているため、再生医療分野における足場材料としての利用が期待できることを記載している。上記マイクロビーズが、ドラッグデリバリーシステム等の開発に用いられることを記載している。
ゲル化したマイクロビーズは、液状のインクに比べて流動性が低い。そのため、このマイクロビーズに薬物を含有させて薬物担体として用いると、薬物は体内の所定の位置に留まりやすくなる。これによって、局所的な薬物の濃度を高めることが可能になる。
しかし、特許文献1のマイクロビーズは、あくまでゲルの流動性が低いことによって、局所的な薬物の濃度を高めている。そのため、経時的な濃度の低下を十分に抑制することはできなかった。ドラッグデリバリーシステムでの利用において、局所的な薬物の濃度を好適に高めることには改善の余地があった。
また、特許文献1では、体内における局所的な薬物の濃度を高める位置として、骨は考慮されていない。骨折や骨粗鬆症等、骨に関連する治療を行う際に、骨の周囲における薬物の濃度を局所的に高めることは、治療効果の向上や、使用する薬物の低減につながる。
一般に、糖鎖は、成長因子等の薬物と結合しやすいことが知られている。そのため、糖鎖をドラッグデリバリーシステムにおける薬物担体として利用することを想定して、骨の周囲における糖鎖の濃度を好適に高めることが求められている。
態様1の糖鎖複合体は、ハイドロキシアパタイト結合性分子が結合した糖鎖を有し、前記ハイドロキシアパタイト結合性分子が、酸性ペプチド、及びエストラジオールの少なくとも一方である。
態様2は、態様1の糖鎖複合体において、前記酸性ペプチドが、アスパラギン酸、及びグルタミン酸から選ばれる少なくとも一つを含有する。
態様3は、態様1又は2に記載の糖鎖複合体において、前記糖鎖が、ヘパリン、コンドロイチン硫酸、及びヒアルロン酸から選ばれる少なくとも一つを含有する。
態様3は、態様1又は2に記載の糖鎖複合体において、前記糖鎖が、ヘパリン、コンドロイチン硫酸、及びヒアルロン酸から選ばれる少なくとも一つを含有する。
態様4は、態様3の糖鎖複合体において、前記ヘパリンが、低分子ヘパリンである。
態様5は、態様1~4のいずれか一態様に記載の糖鎖複合体において、さらに、前記糖鎖に、骨形成因子、線維芽細胞増殖因子、血管内皮細胞増殖因子、及び肝細胞増殖因子から選ばれる少なくとも一つが結合している。
態様5は、態様1~4のいずれか一態様に記載の糖鎖複合体において、さらに、前記糖鎖に、骨形成因子、線維芽細胞増殖因子、血管内皮細胞増殖因子、及び肝細胞増殖因子から選ばれる少なくとも一つが結合している。
態様6の薬物担体は、態様1~5のいずれか一態様に記載の糖鎖複合体を含有する。
態様7のドラッグデリバリーシステムは、態様1~5のいずれか一態様に記載の糖鎖複合体を用いて、骨の周囲における薬物の濃度を高める。
態様7のドラッグデリバリーシステムは、態様1~5のいずれか一態様に記載の糖鎖複合体を用いて、骨の周囲における薬物の濃度を高める。
本発明の糖鎖複合体によると、骨の周囲における糖鎖の濃度を好適に高めることができる。
本発明に係る糖鎖複合体を具体化した実施形態について説明する。
糖鎖複合体は、ハイドロキシアパタイト結合性分子が結合した糖鎖を有する。
以下、糖鎖について説明する。
糖鎖複合体は、ハイドロキシアパタイト結合性分子が結合した糖鎖を有する。
以下、糖鎖について説明する。
<糖鎖>
本発明において、「糖鎖」とは、二つ以上の単糖が結合した化合物を意味するものとする。糖鎖では、二つ以上の単糖がグリコシド結合による脱水縮合によって結合している。糖鎖は、単糖のみが繋がった化合物に限定されず、単糖の誘導体が繋がった化合物であってもよい。単糖と単糖の誘導体とが混合して繋がった化合物であってもよい。糖鎖は、単糖や単糖の誘導体が直鎖状に繋がった直鎖型であってもよいし、分岐鎖を有する分岐鎖型であってもよい。
本発明において、「糖鎖」とは、二つ以上の単糖が結合した化合物を意味するものとする。糖鎖では、二つ以上の単糖がグリコシド結合による脱水縮合によって結合している。糖鎖は、単糖のみが繋がった化合物に限定されず、単糖の誘導体が繋がった化合物であってもよい。単糖と単糖の誘導体とが混合して繋がった化合物であってもよい。糖鎖は、単糖や単糖の誘導体が直鎖状に繋がった直鎖型であってもよいし、分岐鎖を有する分岐鎖型であってもよい。
糖鎖の具体例としては、特に制限されないが、例えばグルコース、ガラクトース、マンノース、フコース、キシロース、N-アセチルグルコサミン、N-アセチルガラクトサミン、及びこれらの誘導体等を挙げることができる。糖鎖は、多糖の分解物、糖タンパク質、プロテオグリカン、グリコサミノグリカン、及び糖脂質であってもよい。
上記単糖の誘導体としては、特に制限されないが、例えば糖鎖を構成する糖が、カルボキシル基を有するもの、アミノ基を有するもの、デオキシ化されたもの、硫酸基を有するもの、リン酸基を有するもの等が挙げられる。あるいは、それらのうち、アミノ基、硫酸基、リン酸基が塩に置換されたものが挙げられる。
上記カルボキシル基を有するものの具体例としては、例えばシアル酸、D-グルコン酸等のアルドン酸、イズロン酸、グルクロン酸(D-グルクロン酸)等のウロン酸等が挙げられる。
上記アミノ基を有するものの具体例としては、例えばD-グルコサミン、D-ガラクトサミン等が挙げられる。
上記デオキシ化されたものの具体例としては、例えば2-デオキシ-D-リボース等が挙げられる。
上記デオキシ化されたものの具体例としては、例えば2-デオキシ-D-リボース等が挙げられる。
上記硫酸基を有するものの具体例としては、例えばリン酸化糖等が挙げられる。
上記の糖鎖は、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でも、糖鎖は、グリコサミノグリカンであることが好ましい。
上記の糖鎖は、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でも、糖鎖は、グリコサミノグリカンであることが好ましい。
グリコサミノグリカンは、直鎖型の多糖で構成されている。グリコサミノグリカンは、ナトリウム塩等の塩の状態であってもよい。
グリコサミノグリカンの具体例としては、特に制限されないが、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、ケラタン酸、ヘパラン酸、ヘパリン、低分子ヘパリン等が挙げられる。これらの中でも、糖鎖は、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、ヘパリン、低分子ヘパリンであることが好ましい。また、糖鎖が低分子ヘパリンであると、ハイドロキシアパタイト結合性分子が結合しやすく、且つ、成長因子等の薬物も結合しやすいため好ましい。
グリコサミノグリカンの具体例としては、特に制限されないが、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、ケラタン酸、ヘパラン酸、ヘパリン、低分子ヘパリン等が挙げられる。これらの中でも、糖鎖は、ヒアルロン酸、コンドロイチン硫酸、ヘパリン、低分子ヘパリンであることが好ましい。また、糖鎖が低分子ヘパリンであると、ハイドロキシアパタイト結合性分子が結合しやすく、且つ、成長因子等の薬物も結合しやすいため好ましい。
なお、ヘパリンは、一般に、平均分子量が、15000以上20000以下であるものを意味する。低分子ヘパリンは、ヘパリンを解重合して得られる低分子量のヘパリンや、化学合成して得られる低分子量のヘパリンを意味する。低分子ヘパリンの平均分子量は、1000以上10000以下である。
平均分子量の測定方法は特に制限されず、公知の測定方法を適宜採用することができる。平均分子量の測定方法としては、例えば分子量が既知の標準物質を用いたゲル浸透クロマトグラフィー法を挙げることができる。
以下、ハイドロキシアパタイト結合性分子について説明する。
<ハイドロキシアパタイト結合性分子>
ハイドロキシアパタイト結合性分子とは、骨の主要構成成分であるハイドロキシアパタイト(以下、HAともいう。)に結合しやすい性質を有する化合物の残基を意味する。
<ハイドロキシアパタイト結合性分子>
ハイドロキシアパタイト結合性分子とは、骨の主要構成成分であるハイドロキシアパタイト(以下、HAともいう。)に結合しやすい性質を有する化合物の残基を意味する。
また、本発明の「ハイドロキシアパタイト結合性分子が結合した糖鎖」とは、HAに結合しやすい性質を有する化合物の残基が糖鎖に結合していることを意味する。そして、HA結合性分子が糖鎖に結合したものを、糖鎖複合体というものとする。
HAに結合しやすい性質を有する化合物としては、特に制限されないが、例えば酸性ペプチド、ビスホスホネート、エストラジオール等が挙げられる。
ビスホスホネートは、ピロリン酸に類似した化合物であり、HAへの親和性が高い化合物として知られている。エストラジオールは、エストロゲンの一種である。
ビスホスホネートは、ピロリン酸に類似した化合物であり、HAへの親和性が高い化合物として知られている。エストラジオールは、エストロゲンの一種である。
これらの中でも、HA結合性分子は、酸性ペプチドであることが好ましい。
酸性ペプチドの具体例としては、例えばアスパラギン酸、グルタミン酸等が挙げられる。
酸性ペプチドの具体例としては、例えばアスパラギン酸、グルタミン酸等が挙げられる。
酸性ペプチドは、側鎖にカルボキシル基を有するペプチドである。HA結合性分子が酸性ペプチドである場合、側鎖のカルボキシル基が、HAのリン酸と結合することによって、酸性ペプチドはHAに結合する。HA結合性分子が酸性ペプチド以外である場合も同様に、HA結合性分子の官能基が、HAのリン酸等に結合することによって、HA結合性分子はHAに結合する。
アスパラギン酸やグルタミン酸は、一つのアスパラギン酸、又は一つのグルタミン酸で構成されていてもよいし、複数のアスパラギン酸、又は複数のグルタミン酸が鎖状に結合したものであってもよい。すなわち、酸性ペプチドは、構成単位が複数結合したものであってもよい。
酸性ペプチドは、一つのアスパラギン酸と一つのグルタミン酸が結合したものであってもよい。酸性ペプチドは、アスパラギン酸とグルタミン酸が結合したものであり、少なくとも一方が複数結合していてもよい。酸性ペプチドは、複数のアスパラギン酸と複数のグルタミン酸が結合したものであってもよい。複数のアスパラギン酸と複数のグルタミン酸がランダムに結合したものであってもよいし、複数の構成単位毎に結合したものであってもよい。
複数のアスパラギン酸、又は複数のグルタミン酸が結合したものである場合、アスパラギン酸のみが複数結合したもの、もしくは、グルタミン酸のみが複数結合したものであることが好ましい。
結合した構成単位の数の上限は特に制限されないが、好ましくは20であり、より好ましくは10である。結合した構成単位の数の下限は特に制限されないが、好ましくは2であり、より好ましくは5である。
上記の酸性ペプチドは、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
<糖鎖複合体の製造方法>
糖鎖にHA結合性分子を結合させる方法、すなわち糖鎖複合体の製造方法は特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができる。
<糖鎖複合体の製造方法>
糖鎖にHA結合性分子を結合させる方法、すなわち糖鎖複合体の製造方法は特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができる。
以下では、糖鎖に、HA結合性分子としてアスパラギン酸の残基を結合させる方法を説明する。
まず、糖鎖が有するカルボキシル基やアルデヒド基に、アミノ基を二つ有する架橋剤を結合させる。架橋剤の具体例としては、例えば1,11-ジアミノ-3,6,9-トリオキサウンデカンが挙げられる。糖鎖が有するカルボキシル基やアルデヒド基と、架橋剤の一方のアミノ基との間で脱水縮合反応を行い、ペプチド結合を形成する。
まず、糖鎖が有するカルボキシル基やアルデヒド基に、アミノ基を二つ有する架橋剤を結合させる。架橋剤の具体例としては、例えば1,11-ジアミノ-3,6,9-トリオキサウンデカンが挙げられる。糖鎖が有するカルボキシル基やアルデヒド基と、架橋剤の一方のアミノ基との間で脱水縮合反応を行い、ペプチド結合を形成する。
さらに、架橋剤の他方のアミノ基に、分子の両端に反応性が異なるN-ヒドロキシスクシンイミド活性エステルと、マレイミド基とを導入した二価性試薬を結合させる。二価性試薬の具体例としては、例えばSulfo-SMCCが挙げられる。
上記二価性試薬のマレイミド基に、アスパラギン酸が結合したスルフヒドリル(SH)基ビオチン標準試薬を反応させる。以上の手順を行うことによって、糖鎖にアスパラギン酸の残基が結合した糖鎖複合体を製造することができる。
本発明の糖鎖複合体は、さらに薬物が結合したものであってもよい。
以下、糖鎖複合体に結合する薬物について説明する。
<薬物>
糖鎖複合体に結合する薬物としては、特に制限されず、骨に関連する治療を行う際に用いられる公知の薬物を適宜使用することができる。
以下、糖鎖複合体に結合する薬物について説明する。
<薬物>
糖鎖複合体に結合する薬物としては、特に制限されず、骨に関連する治療を行う際に用いられる公知の薬物を適宜使用することができる。
薬物としては、例えば成長因子を挙げることができる。成長因子は、特定の細胞の増殖や分化を促進する内因性のタンパク質の総称である。
成長因子の具体例としては、例えば、骨形成因子、線維芽細胞増殖因子、血管内皮細胞増殖因子、及び肝細胞増殖因子等が挙げられる。
成長因子の具体例としては、例えば、骨形成因子、線維芽細胞増殖因子、血管内皮細胞増殖因子、及び肝細胞増殖因子等が挙げられる。
骨形成因子(以下、BMPともいう。)は、骨組織や軟骨の分化を誘導したり、促進したりする分子として同定された一群のタンパク質である。BMPは、骨形成タンパク質とも呼ばれる。
線維芽細胞増殖因子(以下、FGFともいう。)は、血管新生、創傷治癒、胚発生に関係する分子として同定された一群のタンパク質である。FGFは、広範囲な細胞や組織の増殖や分化の過程において重要な役割を果たしている。
血管内皮細胞増殖因子(以下、VEGFともいう。)は、脈管形成、血管新生に関係する分子として同定された一群のタンパク質である。VEGFは、血管内皮細胞成長因子、血管内皮増殖因子、血管内皮成長因子等とも呼ばれる。
肝細胞増殖因子(以下、HGFともいう。)は、肝臓や腎臓の再生や神経の保護に関係する分子として同定された一群のタンパク質である。
上記の薬物は、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。また、市販の薬物を使用することもできる。
上記の薬物は、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。また、市販の薬物を使用することもできる。
本発明の糖鎖複合体は、予め上記薬物が結合されていてもよい。予め薬物が結合されていると、糖鎖複合体を薬物担体として用いる際に、糖鎖複合体に薬物を結合する作業を省略することができる。そのため、薬物担体として容易に使用することが可能になる。
また、糖鎖複合体は、上記薬物が結合されてなく、薬物担体として用いる段階で、薬物を結合してもよい。糖鎖複合体と薬物を別々に保管することが可能になるため、糖鎖複合体と薬物の個々の品質を良好な状態で維持しやすくなる。
また、糖鎖複合体は、薬物が結合されていない状態のままで使用してもよい。すなわち、糖鎖複合体と薬物が、体内の所定の位置に投与された後に、結合するように構成されていてもよい。このような構成では、両者を結合する作業を省略することができる。
以下では、糖鎖複合体に薬物を結合する方法について説明する。
<糖鎖複合体に薬物を結合する方法>
糖鎖複合体に薬物を結合する方法は特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができる。
<糖鎖複合体に薬物を結合する方法>
糖鎖複合体に薬物を結合する方法は特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができる。
糖鎖複合体に薬物を結合する方法としては、例えば、液状の糖鎖複合体と、液状の薬物とを用意する。これらを所定の配合割合となるように秤量して混合した後、所定時間放置することによって、糖鎖複合体に薬物を結合することができる。
具体的には、液状の糖鎖複合体と、液状の薬物とを混合することにより、糖鎖複合体が有するカルボキシル基、アルデヒド基、硫酸基等の官能基に、薬物のタンパク質が有するアミノ基やカルボキシル基等の官能基を結合させることができる。
上記放置時間は特に制限されないが、1時間以上であることが好ましく、2時間以上であることがより好ましい。
糖鎖複合体と薬物の含有割合は特に制限されない。両者の含有割合の合計を100質量%とすると、糖鎖複合体の含有割合の下限は、好ましくは50質量%であり、より好ましくは60質量%であり、さらに好ましくは70質量%である。糖鎖複合体の含有割合の上限は、好ましくは95質量%であり、より好ましくは90質量%であり、さらに好ましくは80質量%である。
糖鎖複合体と薬物の含有割合は特に制限されない。両者の含有割合の合計を100質量%とすると、糖鎖複合体の含有割合の下限は、好ましくは50質量%であり、より好ましくは60質量%であり、さらに好ましくは70質量%である。糖鎖複合体の含有割合の上限は、好ましくは95質量%であり、より好ましくは90質量%であり、さらに好ましくは80質量%である。
また、上記混合後に、適宜、撹拌を行ってもよい。
液状の糖鎖複合体と、液状の薬物を混合することに代えて、粉末状の糖鎖複合体と、粉末状の薬物とを混合してもよい。粉末状の糖鎖複合体や、粉末状の薬物は、例えば液状の糖鎖複合体や、液状の薬物を凍結乾燥することによって調製することができる。
液状の糖鎖複合体と、液状の薬物を混合することに代えて、粉末状の糖鎖複合体と、粉末状の薬物とを混合してもよい。粉末状の糖鎖複合体や、粉末状の薬物は、例えば液状の糖鎖複合体や、液状の薬物を凍結乾燥することによって調製することができる。
また、液状の糖鎖複合体と、液状の薬物とを単に混合することに代えて、これらを混合した後、HAで形成された人工骨に含浸してもよい。含浸時間は特に制限されないが、30分間以上であることが好ましく、1時間以上であることがより好ましい。
人工骨に含浸することにより、糖鎖複合体と薬物との結合に加えて、糖鎖複合体と人工骨とを結合させることができる。糖鎖複合体と人工骨を結合させることによって、糖鎖複合体を、人工骨と一緒に体内の所定の位置に投与することができる。予め糖鎖複合体と人工骨を結合させることによって、骨の周囲における薬物の濃度をより好適に高めることができる。粉末状の糖鎖複合体と、粉末状の薬物を人工骨内に分散させて、人工骨内で糖鎖複合体と薬物を結合してもよい。
<その他成分>
糖鎖複合体は、上記以外のその他の成分を含有してもよい。その他成分としては、例えば防腐剤、増粘剤、分散剤、着色剤、界面活性剤、溶剤等が挙げられる。
糖鎖複合体は、上記以外のその他の成分を含有してもよい。その他成分としては、例えば防腐剤、増粘剤、分散剤、着色剤、界面活性剤、溶剤等が挙げられる。
糖鎖複合体中のその他成分の含有割合は、特に制限されないが、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、3質量%以下であることがさらに好ましい。
<糖鎖複合体の適用形態、剤形、用途>
糖鎖複合体の適用形態は、特に制限されず、例えば医薬品、指定医薬部外品、医薬部外品として使用することができる。
糖鎖複合体の適用形態は、特に制限されず、例えば医薬品、指定医薬部外品、医薬部外品として使用することができる。
糖鎖複合体の剤形は、特に制限されず、粉末状、固形状、半固形状、液体状等に適宜、調製することができる。
糖鎖複合体の用途は、特に制限されず、公知の用途に適用することができる。糖鎖複合体の用途としては、例えばドラッグデリバリーシステムで用いる薬物担体等が挙げられる。
糖鎖複合体の用途は、特に制限されず、公知の用途に適用することができる。糖鎖複合体の用途としては、例えばドラッグデリバリーシステムで用いる薬物担体等が挙げられる。
<作用及び効果>
本実施形態の糖鎖複合体の作用について説明する。
図1に示すように、糖鎖複合体10は、HA結合性分子12としての8個のアスパラギン酸(図1では、(Asp)8と記載)の残基が糖鎖11に結合している。また、糖鎖複合体10は、薬物としての骨形成因子(図1では、BMP-2と記載)13が糖鎖11に結合している。糖鎖複合体10を体内に投与すると、HA結合性分子12が骨に結合することによって、糖鎖複合体10は骨表面に留まりやすくなる。すなわち、骨の周囲における糖鎖の濃度を好適に高めることができる。
本実施形態の糖鎖複合体の作用について説明する。
図1に示すように、糖鎖複合体10は、HA結合性分子12としての8個のアスパラギン酸(図1では、(Asp)8と記載)の残基が糖鎖11に結合している。また、糖鎖複合体10は、薬物としての骨形成因子(図1では、BMP-2と記載)13が糖鎖11に結合している。糖鎖複合体10を体内に投与すると、HA結合性分子12が骨に結合することによって、糖鎖複合体10は骨表面に留まりやすくなる。すなわち、骨の周囲における糖鎖の濃度を好適に高めることができる。
また、糖鎖11に骨形成因子13が結合していることによって、骨表面に局所的に骨形成因子13が存在する状態となる。ゲルの流動性が低いことによって局所的な薬物の濃度を高めている従来技術に比べて、薬物の濃度の経時的な低下を効果的に抑制することができる。これによって、骨の周囲における骨形成因子13の濃度を好適に高めることができる。
なお、上記「骨の周囲」とは、特に制限されないが、例えば骨の表面から10mm以内の範囲を意味するものとする。
本実施形態の糖鎖複合体の効果について説明する。
本実施形態の糖鎖複合体の効果について説明する。
(1)糖鎖複合体は、HA結合性分子が結合した糖鎖を有し、HA結合性分子が、酸性ペプチド、及びエストラジオールの少なくとも一方である。
HA結合性分子が骨に結合することによって、糖鎖複合体を骨表面に留まりやすくすることができる。したがって、骨の周囲における糖鎖の濃度を好適に高めることができる。
HA結合性分子が骨に結合することによって、糖鎖複合体を骨表面に留まりやすくすることができる。したがって、骨の周囲における糖鎖の濃度を好適に高めることができる。
(2)酸性ペプチドが、アスパラギン酸、及びグルタミン酸から選ばれる少なくとも一つを含有する。酸性ペプチドが、アスパラギン酸、及びグルタミン酸から選ばれる少なくとも一つを含有することによって、骨の周囲における糖鎖の濃度をより好適に高めることができる。
(3)糖鎖が、ヘパリン、コンドロイチン硫酸、及びヒアルロン酸から選ばれる少なくとも一つを含有する。骨に関連する治療を行うために成長因子等の薬物を使用した際に、薬物を糖鎖に結合させやすくなる。したがって、骨の周囲における薬物の濃度を好適に高めることが可能になる。
(4)ヘパリンが、低分子ヘパリンである。低分子ヘパリンは、HA結合性分子が結合しやすく、且つ、成長因子等の薬物も結合しやすい。したがって、骨の周囲における成長因子等の薬物の濃度をより好適に高めることが可能になる。
(5)糖鎖に、骨形成因子、線維芽細胞増殖因子、血管内皮細胞増殖因子、及び肝細胞増殖因子から選ばれる少なくとも一つが結合している。骨の周囲におけるこれら薬物の濃度を好適に高めることが可能になるため、骨に関連する治療を行う際に、治療効果の向上や、使用する薬物の低減に寄与する。
(6)上記糖鎖複合体を含有する薬物担体である。また、上記糖鎖複合体を用いて、骨の周囲における薬物の濃度を高めるドラッグデリバリーシステムである。
したがって、ドラッグデリバリーシステム、及びドラッグデリバリーシステムに用いる薬物担体として、骨の周囲という局所的な位置において、薬物の濃度を好適に高めることが可能になる。
したがって、ドラッグデリバリーシステム、及びドラッグデリバリーシステムに用いる薬物担体として、骨の周囲という局所的な位置において、薬物の濃度を好適に高めることが可能になる。
以下、本発明の構成、及び効果をより具体的にするため、実施例等を挙げるが、本発明がこれらの実施例に限定されるというものではない。
試験区分1(糖鎖複合体の調製)
(実施例1)
図2に示す反応式によって、糖鎖複合体を調製した。
試験区分1(糖鎖複合体の調製)
(実施例1)
図2に示す反応式によって、糖鎖複合体を調製した。
糖鎖として、市販の低分子ヘパリンを用いた。低分子ヘパリンの平均分子量は、5000であった。また、HA結合性分子として、市販のアスパラギン酸を用いた。アスパラギン酸は、8個のアスパラギン酸が結合したものを用いた。
図2に示すように、ステップ1として、低分子ヘパリンを、緩衝剤としての2-モルホリノエタンスルホン酸(MESともいう。)に溶解した。得られた溶液に、架橋剤として1,11-ジアミノ-3,6,9-トリオキサウンデカンと、イミンの還元剤としてシアノ水素化ホウ素ナトリウムを混合した。室温で18時間振とうした後、遠心分離を行った。リン酸緩衝生理食塩水(以下、PBSともいう。)で3回洗浄した後、残留物をPBSで希釈して希釈溶液を得た。
次に、ステップ2として、上記の希釈溶液に、二価性試薬の架橋剤としてSulfo-SMCCを添加した。室温で30分間保持した後、PBSで3回洗浄し、さらに限外濾過を行った。得られた濃縮液をPBSに溶解して、溶解液を得た。
ステップ1、2を行うことによって、低分子ヘパリンに、1,11-ジアミノ-3,6,9-トリオキサウンデカンと、Sulfo-SMCCとが結合する。
次に、ステップ3として、上記の溶解液と、アスパラギン酸が結合したスルフヒドリル(SH)基ビオチン標準試薬とを混合した。室温で30分間保持した後、限外濾過を行った。その後、酢酸緩衝液で3回洗浄した。以上のステップ1~3を行うことによって、アスパラギン酸の残基が結合した液状の糖鎖複合体を調製した。
次に、ステップ3として、上記の溶解液と、アスパラギン酸が結合したスルフヒドリル(SH)基ビオチン標準試薬とを混合した。室温で30分間保持した後、限外濾過を行った。その後、酢酸緩衝液で3回洗浄した。以上のステップ1~3を行うことによって、アスパラギン酸の残基が結合した液状の糖鎖複合体を調製した。
(比較例1)
糖鎖複合体を用いず、市販のPBSのみを用いた。
(比較例2)
糖鎖複合体を用いず、市販の骨形成因子(以下、BMP-2ともいう。)のみを用いた。なお、BMP-2は、上記BMPの一種であり、BMPの2量体であることを意味する。
糖鎖複合体を用いず、市販のPBSのみを用いた。
(比較例2)
糖鎖複合体を用いず、市販の骨形成因子(以下、BMP-2ともいう。)のみを用いた。なお、BMP-2は、上記BMPの一種であり、BMPの2量体であることを意味する。
試験区分2(評価)
実施例1の糖鎖複合体を体内に投与した際の、骨の周囲における糖鎖の濃度を評価した。また、実施例1の糖鎖複合体に薬物を結合させて体内に投与した際の、骨の周囲における薬物の濃度を評価した。
実施例1の糖鎖複合体を体内に投与した際の、骨の周囲における糖鎖の濃度を評価した。また、実施例1の糖鎖複合体に薬物を結合させて体内に投与した際の、骨の周囲における薬物の濃度を評価した。
(骨の周囲における糖鎖の濃度)
実施例1の糖鎖複合体に、公知の方法を用いて蛍光標識試薬を結合させた。蛍光標識試薬には、フルオレセインイソチオシアネート(FITCともいう。)を用いた。蛍光標識試薬を結合させた糖鎖複合体を、ラットに皮下注射した。24時間経過後に、ラットの顕微鏡写真を撮影した。同様に、ラットの蛍光画像も撮影した。結果を図3に示す。なお、糖鎖複合体を投与する方法は、皮下注射(皮下投与)に限定されず、ドラッグデリバリーシステムで用いられる公知の方法を適宜採用することができる。薬物を結合した糖鎖複合体も同様に、ドラッグデリバリーシステムで用いられる公知の方法で投与することができる。
実施例1の糖鎖複合体に、公知の方法を用いて蛍光標識試薬を結合させた。蛍光標識試薬には、フルオレセインイソチオシアネート(FITCともいう。)を用いた。蛍光標識試薬を結合させた糖鎖複合体を、ラットに皮下注射した。24時間経過後に、ラットの顕微鏡写真を撮影した。同様に、ラットの蛍光画像も撮影した。結果を図3に示す。なお、糖鎖複合体を投与する方法は、皮下注射(皮下投与)に限定されず、ドラッグデリバリーシステムで用いられる公知の方法を適宜採用することができる。薬物を結合した糖鎖複合体も同様に、ドラッグデリバリーシステムで用いられる公知の方法で投与することができる。
(骨の周囲における薬物の濃度)
実施例1の糖鎖複合体;2nmoLと、BMP-2;2μgをシャーレ内に秤量して混合した。2時間放置した後、シャーレ内に、縦、横、高さが約4mmの立方体の形状を有する市販の人工骨を配置して、人工骨内に糖鎖複合体とBMP-2を含浸した。含浸を1時間行なった。
実施例1の糖鎖複合体;2nmoLと、BMP-2;2μgをシャーレ内に秤量して混合した。2時間放置した後、シャーレ内に、縦、横、高さが約4mmの立方体の形状を有する市販の人工骨を配置して、人工骨内に糖鎖複合体とBMP-2を含浸した。含浸を1時間行なった。
次に、8週齢のスプラークドーリーラット(以下、SDラットともいう。)の背中の筋肉を分割して、L4椎骨とL5椎骨の横突起を露出させた。電気バーを用いて、L4椎骨とL5椎骨の横突起を剥皮した。剥皮した横突起の周囲に、糖鎖複合体とBMP-2を含浸した人工骨を配置した。8週間経過後に、SDラットのL4椎骨とL5椎骨の周囲を顕微鏡で観察した。
比較例1は、コントロールとして、実施例1の糖鎖複合体;2nmoLと、BMP-2;2μgとに代えて、PBSのみを用いた。それ以外は実施例1と同じ条件で試験を行った。
比較例2では、実施例1の糖鎖複合体;2nmoLと、BMP-2;2μgとに代えて、BMP-2;2μgのみを用いた。それ以外は実施例1と同じ条件で試験を行った。結果を図4に示す。
(評価結果)
図3の上は、ヘマトキシリン・エオジン(HE)染色したラット20の顕微鏡写真である。左側に頭蓋骨21が位置し、その右側に脊椎22が位置する。脊椎22の下側に胸骨23が位置する。
図3の上は、ヘマトキシリン・エオジン(HE)染色したラット20の顕微鏡写真である。左側に頭蓋骨21が位置し、その右側に脊椎22が位置する。脊椎22の下側に胸骨23が位置する。
図3の下は、上と同じ箇所の蛍光画像である。図3の下において、色の薄い箇所は、蛍光反応が強いことを意味する。蛍光反応が強い箇所は、蛍光標識試薬が多く存在しており、蛍光標識試薬を結合させた糖鎖が多く存在することを意味する。
図3の蛍光画像から、実施例1では、ラットの頭蓋骨21、脊椎22、胸骨23等の骨の周囲において蛍光反応が強くなっていた。これにより、骨の周囲における糖鎖の濃度が好適に高くなっていることが確認された。すなわち、皮下投与により、糖鎖が骨(HA)へ特異的に運搬されたことが確認された。
図4に示すように、比較例1、2では、剥皮したL4椎骨とL5椎骨の横突起が、剥皮したままの状態であった。すなわち、横突起の一部が欠けたままであった。また、L4椎骨とL5椎骨から離間した位置に、人工骨の一部が残っていた。これらのことから、比較例1、2では、横突起と人工骨の間に骨形成が見られず、骨の癒合が十分でないことが確認された。
これに対し、実施例1では、剥皮したL4椎骨とL5椎骨の横突起が、ある程度修復されていた。すなわち、横突起の周囲に人工骨が付着しており、比較例1、2と比べて、多くの人工骨が癒合していた。これらのことから、実施例1では、骨の癒合が進行していることが確認された。また、間接的に、骨の周囲におけるBMP-2の濃度が好適に高くなっていることが確認された。
10…糖鎖複合体、11…糖鎖、12…HA結合性分子、13…骨形成因子、20…ラット、21…頭蓋骨、22…脊椎、23…胸骨。
Claims (7)
- ハイドロキシアパタイト結合性分子が結合した糖鎖を有し、前記ハイドロキシアパタイト結合性分子が、酸性ペプチド、及びエストラジオールの少なくとも一方であることを特徴とする糖鎖複合体。
- 前記酸性ペプチドが、アスパラギン酸、及びグルタミン酸から選ばれる少なくとも一つを含有する請求項1に記載の糖鎖複合体。
- 前記糖鎖が、ヘパリン、コンドロイチン硫酸、及びヒアルロン酸から選ばれる少なくとも一つを含有する請求項1に記載の糖鎖複合体。
- 前記ヘパリンが、低分子ヘパリンである請求項3に記載の糖鎖複合体。
- さらに、前記糖鎖に、骨形成因子、線維芽細胞増殖因子、血管内皮細胞増殖因子、及び肝細胞増殖因子から選ばれる少なくとも一つが結合している請求項1に記載の糖鎖複合体。
- 請求項1に記載の糖鎖複合体を含有する薬物担体。
- 請求項1に記載の糖鎖複合体を用いて、骨の周囲における薬物の濃度を高めるドラッグデリバリーシステム。
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