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JP2007524667A - 脂質組成物及びその使用 - Google Patents

脂質組成物及びその使用 Download PDF

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JP2007524667A JP2006549412A JP2006549412A JP2007524667A JP 2007524667 A JP2007524667 A JP 2007524667A JP 2006549412 A JP2006549412 A JP 2006549412A JP 2006549412 A JP2006549412 A JP 2006549412A JP 2007524667 A JP2007524667 A JP 2007524667A
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Abstract

本発明はカチオン性カルジオリピン類縁体及び他の脂質種を含むトランスフェクション剤として使用するのに適する組成物を提供する。本発明の組成物は広範な種類のポリヌクレオチド種(例えばオリゴデオキシリボヌクレオチド、プラスミド、RNAi種等)のトランスフェクションを容易にすることができる。更にまた、本発明のトランスフェクション剤は一次細胞培養並びに形質転換細胞のトランスフェクションを促進する場合に有効である。更にまた、本発明のトランスフェクション剤はインビトロ及びインビボの両方において使用するのに適している。本発明の組成物は、例えば種々の活性剤の送達、皮膚科用及び化粧品の用途、及び農業用途のような別の用途も有している。本発明は更に本発明の組成物に細胞を接触させることにより細胞内への活性剤の導入方法を提供する。本発明は更に、活性剤が抗腫瘍薬である本発明の組成物を用いることによる、新生物細胞の成育を抑制する方法、および、新生物疾患に罹患した患者を治療する方法を提供する。本発明は更に(a)カチオン性リポソーム及びSiRNAiを含む組成物を細胞に投与することによりSiRNAiを細胞に進入させて細胞内の遺伝子発現を抑制させること、および(b)遺伝子の抑制を試験すること、を含む、遺伝子標的を確認するための方法を提供する。方法はまた蛍光/ルミネセントカチオン性カルジオリピン類縁体及びそのような類縁体を含む組成物を提供する。カチオン性カルジオリピン類縁体を用いることにより、本発明は動物内の脂質物質の遊走を追跡する方法を提供する。

Description

関連出願の相互参照
本出願は参照により全体が本明細書に組み込まれる2004年1月7日出願の米国暫定特許出願第60/535,042号の優先権を請求する。本出願はまた参照により全体が本明細書に組み込まれる2004年3月27日出願の米国暫定特許出願第60/556,843号の優先権を請求する。本出願はまた参照により全体が本明細書に組み込まれる2004年3月29日出願の米国暫定特許出願第60/557,232号の優先権を請求する。
本発明は脂質組成物及び特にトランスフェクション剤としてのその使用に関する。
ポリヌクレオチド(例えばオリゴヌクレオチド、cDNA、プラスミド、RNAi等)は治療薬としての潜在的用途を有する。例えば癌遺伝子にターゲティングされたアンチセンスオリゴヌクレオチドは癌のような新生物疾患において期待されている。例示される薬剤であるヒトc−raf癌遺伝子のmRNAにターゲティングされたアンチセンスオリゴヌクレオチド(AON)はc−rafAONと称されている。c−rafAONは放射線抵抗性の腫瘍及び多発性骨髄腫の治療のために使用される抗腫瘍薬である。c−rafAONはmRNAにハイブリダイズして翻訳、タンパク質合成及び腫瘍生育を抑制することにより作用する。治療上の利益を有するポリヌクレオチドの他の例は癌遺伝子のような目的の遺伝子の発現を同じく抑制することができるRNAiを含む。目的の遺伝子を含有するプラスミド又は他のベクターもまた患者への目的のトランスジーンを送達することが可能であることにより治療薬としての潜在性を有する。
治療薬としての潜在性が期待される一方、その負荷電のために、薬剤は効率的に細胞膜を貫通して細胞をトランスフェクトすることができない。即ち、細胞トランスフェクションを向上させ、ポリヌクレオチドの治療効果を増大させるためには送達系が必要である。オリゴヌクレオチドの送達を増強させるためのカチオン性のリポソームの使用が報告されている(米国特許第6,559,129B1号および6,333,314B1号、Zelphati et al.J.Liposome Res.,7(1):31−49(1997))。しかしながら、現在のカチオン性脂質トランスフェクション剤に関してはトランスフェクション剤としてのその有用性を制限する幾つかの難点が存在している。
例えば多くのカチオン性脂質は化学的安定性が低い。更に多くのカチオン性脂質を含むリポソームは、カチオン性2層膜の非柔軟性に概ね起因してポリヌクレオチドの担持力が乏しい。従って多くの現在使用可能なトランスフェクション剤はポリヌクレオチドの種々の型(DNAおよびRNAi)によるトランスフェクションに適していない。更にまた、大半の使用可能なトランスフェクション剤、例えばLIPOFECTIN(登録商標)は一次細胞培養物をトランスフェクションする場合には有効ではない。更にまた多くのカチオン性トランスフェクション剤、例えばLIPOFECTIN(登録商標)は自体をインビボの使用に不適とする比較的高値の毒性を示す。上記に鑑みて、効果的なトランスフェクション剤の必要性がなお存在する。
医療技術が直面する問題は遺伝子的抑制又は治療的介入のための標的の確認である。特定の疾患の原因として、又は、それに関連するものとして標的遺伝子を確認するための典型的な方法は動物の系統から目的の遺伝子を除去して動物モデルを作成することである。これを達成するための一般的な方法は典型的にはげっ歯類のノックアウト動物を作成することである。しかしながら、この方法は負担が大きく、費用がかかり、使用可能となるまで時間を要する。当然ながら、特定の疾患にとって重要である多くの遺伝子が動物の正常な発達にとって重要であるため、ノックアウトを作成することは常時可能であるわけではない。更にまた、多くの遺伝子が正常な生理状態並びに疾患の発症に寄与しているため、ノックアウト動物が標的遺伝子の確認のための適当なモデル又は系として機能することを「補償効果」が妨害する場合がある。従って、疾患又は表現型に寄与するものとして標的遺伝子を確認する効果的な方法がなお必要とされている。
本発明はカチオン性カルジオリピン類縁体及び望ましくは他の脂質種を含むトランスフェクション剤として使用するのに適する組成物を提供する。本発明の組成物は広範な種類のポリヌクレオチド種(例えばオリゴデオキシリボヌクレオチド、プラスミド、RNAi種等)のトランスフェクションを容易にすることができる。更にまた、本発明のトランスフェクション剤は一次細胞培養物並びに形質転換された細胞のトランスフェクションを促進する場合に有効である。また、本発明はインビトロ及びインビボの両方における使用に適している。本発明の組成物は種々の活性剤の送達、皮膚科及び化粧品用途及び農業用途のような別の用途も有する。
好ましいカチオン性カルジオリピン類縁体(CCLA)は1,3−ビス−(1,2−ビス−テトラデシルオキシ−プロピル−3−ジメチルエトキシアンモニウムブロミド)−プロパン−2−オール(PCL−2)である。組成物は更に好ましくはコレステロール、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(DOPE)、1,2−ジオレオイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン(DOPC)、αトコフェリル酸スクシネートおよび何れかの他のホスファチジルコリンからなる脂質群から選択される脂質を含む。組成物は活性剤、例えばポリヌクレオチドを含むことができる。本発明はまたc−rafの医薬品製剤を含む。アンチセンスオリゴヌクレオチド(c−rafAON)及び血漿中のraf−AONの急速な加水分解を最小限にするための抗真性物剤の安定なラメラ構造の複合体を作成するための方法は、インビボクリアランスを低減し、細胞のトランスフェクションを向上させ、そして、c−rafAONの治療効果を増大させる。
本発明は更に本発明の組成物に細胞を接触させることにより細胞内への活性剤の導入方法を提供する。本発明は更に、活性剤が抗腫瘍薬である本発明の組成物を用いることによる、新生物細胞の成育を抑制する方法、および、新生物疾患に罹患した患者を治療する方法を提供する。本発明は更に(a)カチオン性リポソーム及びRNAiを含む組成物を細胞に投与することによりRNAiを細胞に進入させて細胞内の遺伝子発現を抑制させること、および(b)遺伝子の抑制を試験すること、を含む、遺伝子標的を確認するための方法を提供する。
本発明はまた蛍光カチオン性カルジオリピン類縁体及びそのような類縁体を含む組成物を提供する。カチオン性カルジオリピン類縁体を使用することにより、本発明は動物内の脂質物質の遊走を追跡する方法を提供する。本発明は更にルミネセントカチオン性カルジオリピン類縁体及びそのような類縁体を含む組成物を提供し、これは、蛍光類縁体よりも高値の崩壊時間を要する測定において有用となる。
本発明の上記及び他の利点並びに別の本発明の特徴は本明細書に記載する本発明の説明より明らかになる。
1つの実施形態において、本発明はカチオン性カルジオリピン類縁体(CCLA)及び望ましくは別の脂質種を含む組成物を提供する。本発明の組成物において使用するために適するカチオン性カルジオリピン類縁体は参照により全体が本明細書に組み込まれる国際特許出願PCT/US03/33099に記載されている。本発明の組成物に含有させるために最も好ましいカチオン性カルジオリピン類縁体(CCLA)は1,3−ビス−(1,2−ビステトラデシルオキシ−プロピル−3−ジメチルエトキシアンモニウムブロミド)−プロパン−2−オール(PCL−2)であり、これはPCT/US03/33099においては化合物19として確認される。
本発明はまた蛍光及び/又はルミネセントのカチオン性カルジオリピン類縁体を提供する。例えば蛍光類縁体は蛍光部分にコンジュゲートした化合物19としてのカチオン性カルジオリピン分子(例えば国際特許出願PCT/US03/33099に記載のもの)を含むことができる。蛍光部分の例はフルオレセイン誘導体、例えば[N−(5−フルオレセイニル)−5−カルバミルペンタン酸]等、2,1,3−ベンゾオキサジアゾール誘導体、クマリン誘導体、例えば3−ブロモアセチル−6,7−メチレンジオキシクマリン、4−(7−ジエチルアミノクマリン−3−イル)ベンゼンイソチアネート等、4−(4,5−ジフェニル−1H−イミダゾ−2−イル)ベンゾイルクロリド、2−ダンシルエチルクロロホルメート、5−(5,6−ジメトキシ−2−フタルイミジニル)−2−メトキシフェニルスルホニルクロリド等を含む。好ましい蛍光類縁体はPCL−2の蛍光類縁体である。蛍光カチオン性カルジオリピン類縁体はカチオン性の脂質のような分子に蛍光部分をコンジュゲートするための何れかの適当な方法により構築でき、それらの多くは当分野で既知である。ルミネセント類縁体もまた当業者が合成できる。蛍光又はルミネセント類縁体は本発明において使用できる。
本発明の蛍光及びルミネセントのカチオン性カルジオリピンを用いてカチオン性カルジオリピンリポソームの通路/位置を追跡できる。本発明の蛍光及びルミネセントのカチオン性カルジオリピンはまた種々の組織におけるリポソームの取り込み及び遺伝子送達の分布を調べるために使用できる。また本発明の蛍光及びルミネセントのカチオン性カルジオリピンは細胞内部の遺伝子の送達の機序を調べるために使用できる。
本明細書においては何れかの適当な量のカチオン性カルジオリピン類縁体(CCLA)を組成物中に使用でき、望ましくはカチオン性カルジオリピン類縁体PCL−2は約0.3mM〜約20mM、例えば約1mM〜約15mMで存在するが、組成物は所望によりより大量又は少量のカチオン性カルジオリピンPCL−2を含むことができる。特定の好ましい組成物においては、カチオン性カルジオリピンPCL−2は約0.35mMで存在する。
望ましくは、組成物は更にカチオン性カルジオリピン類縁体のほかに少なくとも1つの脂質を含む。別の脂質はPCT/US03/33099に記載されているもののような目的の組成物を形成するために適する何れかの望ましい脂質種であることができる。本発明の組成物に含有させるための好ましい脂質はコレステロール、コレステロール誘導体、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(DOPE)、1,2−ジオレオイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン(DOPC)、αトコフェリル酸スクシネートおよび何れかの他のホスファチジルコリンからなる脂質群から選択される。典型的には、組成物の総脂質濃度は約1.0mg/mL〜約60mg/mL(例えば少なくとも約5.0mg/mL又は少なくとも約10mg/mL又は更には少なくとも約10mg/mLそして約50mg/mLまで、又は約40mg/mLまで又は更には約30mg/mLまで)であるが、所望により上記した量より高値又は低値であることができる。
本発明により最も好ましい組成部はDOPC、カチオン性カルジオリピンPCL−2及びコレステロールを含む。この組成物において、カチオン性カルジオリピン類縁体、DOPCおよびコレステロールは何れかの適当な比率で存在できる。しかしながら、このような組成物は好ましくはDOPC:PCL−2:コレステロールのパーセントモル比が約(50〜65):(25〜35):(5〜20)である。更にまた、望ましくはこのような組成物は更にD−αトコフェリル酸スクシネートを含む。D−αトコフェリル酸スクシネートは組成物中何れかの適当な量で存在できるが、望ましくは約0.1重量%〜約1重量%、最も好ましくは約0.2重量%で存在する。しかしながらD−αトコフェリル酸スクシネートの量は所望によりこれらの量より高値又は低値であることができる。
本発明の別の好ましい組成物はカチオン性カルジオリピンPCL−2及びコレステロールを含む。このような組成物において、カチオン性カルジオリピン及びコレステロールは何れかの適当なモル比で存在できる。しかしながら、望ましくはPCL−2及びコレステロールのモル比は1:3〜6:1、例えば1:3〜3:1、又は2:3〜3:2、更には1:2〜2:1である。
本発明の別の好ましい組成物はPCL−2及びDOPEを含む。このような組成物において、カチオン性カルジオリピン及びDOPEは何れかの適当なモル比で存在できる。しかしながら望ましくは、PCL−2及びDOPEのモル比は1:3〜6:1、例えば1:3〜3:1、又は2:3〜3:2、更には1:2〜2:1である。
カチオン性カルジオリピン及び他の脂質のほかに、組成物は安定化剤、吸収増強剤、抗酸化剤、リン脂質、生体分解性の重合体及び医薬活性剤を他の成分と共に含むことができる。適当な抗酸化剤はアスコルビン酸、トコフェロール及びデテロキシムメシレートのような化合物を含む。適当な吸収増強剤はNa−サリシレート−ケノデオキシコレート、Naデオキシコレート、ポリオキシエチレン9−ラウリルエーテル、ケノデオキシコレート−デオキシコレート及びポリオキシエチレン9−ラウリルエーテル、モノレイン、Naタウロ−24,25−ジヒドロフシデート、Naタウロデオキシコレート、Naグリコケノデオキシコレート、オレイン酸、リノール酸及びリノレン酸を含む。重合体吸収増強剤、例えばポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンエステル、ポリオキシエチレン10−ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン16−ラウリルエーテル及びアゾン(1−ドデシルアザシクロヘプタン−2−オン)もまた含むことができる。
一部の実施形態においては、本発明の組成物、特にリポソーム組成物はターゲティング剤、例えば炭水化物又はタンパク質、又は特定の基質、例えば抗体(又はそのフラグメント)に結合する他のリガンド、又は細胞受容体を認識するリガンドを含むことが好ましい。このような物質(例えば炭水化物、又は、抗体、抗体フラグメント、ペプチド、ペプチドホルモン、受容体リガンド、例えば細胞受容体に対する抗体及びこれらの混合物からなるタンパク質群から選択されるタンパク質1つ以上)を含ませることは、所定の組織又は細胞型に対して組成物をターゲティングしやすくする。
好ましい実施形態においては組成物は糖又は生体分解性重合体少なくとも1つを含む。適当な糖及び重合体の例は、スクロース、乳糖、トレハロース、デキストロース、エピクロロヒドリン、スクロースの分枝鎖親水性重合体、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、メトキシポリエチレングリコール、エトキシポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリビニルピロリドンポリピロリドン、デキストラン、セルロースアセテート、アルギン酸ナトリウム、N,N−ジエチルアミノアセテート、ポリオキシエチレンとポリオキシプロピレンのブロック共重合体、ポリビニルピロリドン、ポリオキシエチレンX−ラウリルエーテル、ただしXは9〜20のもの、及びポリオキシエチレンソルビタンエステルを含む。本発明の組成物に含ませる好ましい糖はスクロースである。糖または重合体が存在する場合は、それは典型的には、組成物の約1重量%〜約20重量%、例えば約5重量%〜約30重量%に相当する。特に糖がスクロースである場合は、組成物中に含有する当の適当な量は10〜12重量%である。更にまた、組成物はまた生理学的に許容される担体のような担体を含むことができる。生理学的(例えば医療用、家畜用、実験用等)な用途に対して適当な担体は生理学的に適合性のある緩衝液(例えばリン酸塩緩衝食塩水(PBS)、HEPES等)であり、これらの多くは当分野で既知である。
組成物は典型的には約3〜約8のpHを有する。しかしながら、組成物のpHはその所望の用途に応じて大きく変動する。所望の用途に適するpHの選択は当業者のよく知る通りである。即ち、一部の実施形態においては、組成物のpHは酸性(例えば約2〜約6.9、例えば約3〜約6、又は約4〜約5)に調節することができる。別の用途においては組成物のpHはアルカリ性(例えば約7.1〜約11、または約8〜約10、例えば約9)であることが望ましい場合がある。組成物のpHは当業者に既知の通り、適当な酸性又はアルカリ性の緩衝液を用いて調節できる。
組成物は何れかの適当な形態、例えばリポソーム製剤、複合体、乳液、懸濁液等であることができる。このような製剤は組成物の型に応じて何れかの適当な手法により調製することができ、これらは当業者のよく知る通りである。好ましい組成物はリポソーム組成物又は脂質小胞を含有する他の組成物である。このような組成物は単層ラメラ又は多層ラメラ構造の小胞、又はそれらの混合物を含む。何れかの適当な手法を用いてこのようなリポソーム製剤を製造することができる。適当な手法は薄膜水和法、逆相蒸発法、エタノール注入法等を含む。例えば、親油性のリポソーム形成成分を適当な溶媒又は溶媒の組合せに溶解又は分散させ、乾燥させる。適当な溶媒は薬学的に許容されない残留物を残存させること無く蒸発させることができるt−ブタノール、エタノール、メタノール、クロロホルム又はアセトンのような何れかの非極性又は僅かに極性の溶媒を含む。乾燥は何れかの適当な手段、例えば凍結乾燥、ロータリードライヤーの使用等によることができる。親水性の成分、例えば一部の薬品、保存料及び他の薬剤は、極性溶媒、例えば水に溶解することができ、そしてこれを乾燥前又は希釈再調製時に脂質相と混合することができる。乾燥した親油性の成分と親水性の混合物の混合によりリポソームが形成できる。極性溶液と乾燥脂質膜の混合は混合物を強力にホモゲナイズする何れかに手段により行うことができる。回転混合、磁気攪拌及び/又は超音波処理によりホモゲナイズできる。
活性剤がリポソームに含まれる場合は、それらは適当な溶媒に溶解又は分散させ、そして混合前にリポソーム混合物に添加することができる。典型的には、親水性の活性剤は極性溶媒に直接添加し、疎水性の活性剤は他の成分の溶解に使用される非極性溶媒に添加するが、これは必須ではない。活性剤は第3の溶媒又は溶媒混合物に溶解し、極性溶媒と脂質膜の混合物に添加した後に、混合物をホモゲナイズすることができる。
本発明のリポソームは特定の組成物及びそれを製造する操作法に応じて多層ラメラ又は単層ラメラ構造の小胞であることができる。リポソームは選択されたサイズの範囲内で実質的に均質なサイズを有するように調製でき、例えば約1ミクロン以下、又は約500nm以下、約200nm以下又は約100nm以下である。粒径はリポソームの生体分布及び細胞侵入の経路において重要な役割を果たすことが解っている。より大型のリポソームは主に網内皮細胞(RES)系に分布し、他の組織中は無視できる量となるが、より小型の他の臓器に局在する。更にまた、不均質な粒径分布の多層ラメラ構造の小胞のクリアランスは2相性のパターンを示し、より大型のリポソームはクリアランスが急速であり、小型リポソームのクリアランスは緩徐な速度である。オリゴヌクレオチドを含有するカチオン性リポソームの生体分布に関しては情報が限定されている。Letsingerらは以前に直径約2.0ミクロンのカチオン性リポソームと複合体化したオリゴヌクレオチドが一過性に肺により取り込まれ、後に肝臓に急速に分布したことを報告している。最近の試験によれば、カチオン性リポソームを介したオリゴヌクレオチドの送達のための主要な経路はエンドサイトーシスであることが明らかになっている。好ましくは本発明のリポソームのラメラ複合体の形成では小型のリポソームを含むことにより、活性剤のクリアランス速度を緩徐化する。1つの効果的なサイジングの方法は選択された均一な孔径を有するポリカーボネート膜のシリーズを通してリポソームの水性懸濁液を押し出すことを含み;膜の孔径はその膜を通して押し出すことにより製造されるリポソームの最大のサイズに概ね相当する。生理学的使用のためには、リポソームを0.22μm以下のフィルターから押し出すことにより製剤の滅菌を行う。望ましくは、リポソームの平均の大きさは約50nm〜約250nm、例えば約100nm〜約200nm、又は約150nm〜250nmである。好ましくは、リポソームの粒径分布は実質的に均一である。更に、調製毎に望ましくはリポソームの約99%が約50nm未満の直径を有し(即ち約500nm未満のD99)、そして、望ましくは本発明のリポソーム組成物のD99は約170nm〜約500nm、例えば約200nm〜約350nm、又は約250nm〜約300nmである。
好ましい製造プロトコルは、i)脱水エタノール中の脂質賦形剤、即ちDOPC、コレステロール、PCL−2及びD−αトコフェリル酸スクシネート、およびii)活性成分、即ちポリヌクレオチド(図1においてc−raf−1アンチセンスオリゴヌクレオチドとして示す)及びスクロースを、注射用滅菌水に溶解すること、を含む。エタノール性の脂質溶液を水性の活性物質溶液に添加してリポソームを形成する。バッチサイズに応じて所望の重量まで生成物の重量を増大させる目標となるバッチ重量とするのに十分な量(QS)に従って、リポソームは0.2μ孔径のポリカーボネートメンブレンフィルターを通して3回、0.1μ孔径のポリカーボネートメンブレンフィルターを通して5回押し出すことによりサイズ減少させることにより、サイズの仕様を満足させる。添加したエタノールは真空下にロータリーエバポレーターで蒸発させることにより押し出されたリポソームから除去する。注射用滅菌水を用いて生成物重量を溶媒除去前の重量に合わせた後、生成物を0.22μ滅菌フィルターで濾過し、滅菌バイアルに充填し、蓋をして密封する。この方法を用いて10〜20キログラムの規模の製剤を製造する。
本発明の組成物は安定であることがわかっている。この意味において、組成物は冷蔵及び室温において長時間保存できる。一般的に、組成物は少なくとも約2ヶ月このような条件下で安定である。安定性は所望の時間枠に渡って組成物の成分の変化を測定することにより評価できる。例えば、組成物は、室温又は冷蔵において2ヶ月の後、組成物が初期に製剤した時点で存在したカチオン性カルジオリピン(例えばPLC−2)の量の少なくとも約70〜110%を含んでいれば安定とみなすことができる。製剤は製品の有効期間中に失われた活性部分が10%以下であれば安定とみなされる。
リポソーム(又は他の脂質)の組成物又は製剤は何れかの所望の形態であることができる。例えば医薬品としての使用の場合は、組成物はそのまま患者に投与できる。そのような組成物がリポソーム又は他の型の脂質小胞を含有する場合は、そのような製剤は典型的には水性媒体(例えばエタノールおよび注射用水)中の小胞の形態とする。或いは、製剤は乾燥又は凍結乾燥された形態であることができ、このような場合は、組成物は好ましくは低温保護剤も含む。適当な低温保護剤は例えば糖、例えばトレハロース、麦芽糖、乳糖、スクロース、グルコース及びデキストランを含み、性能の観点から最も好ましい糖はトレハロース及びスクロースである。他のより複雑な糖類、例えばアミノグリコシド、例えばストレプロマイシン及びジヒドロストレプトマイシンもまた使用できる。
本発明のカチオン性カルジオリピンを含む本発明の組成物は種々の用途、例えばヒト又は動物(典型的には脊椎動物)の患者、植物又は培養細胞に対する活性剤、例えばペプチド、ポリペプチド、タンパク質、ヌクレオチド、ポリヌクレオチド、小分子及び他の活性剤のインビボ又はインビトロの送達において使用できる。このような使用を容易にするためには組成物はカチオン性カルジオリピン種、他の脂質及び他の成分のほかに、少なくとも1つのこのような活性剤を含むことができる。組成物は例えばインビトロ又はインビボの何れかで細胞内に物質を送達するためのリポソームまたは脂質小胞の使用を含む何れかの操作法において使用できる(Felgner et al.、米国特許第5,264,618号)。組成物はまた例えば皮膚科用製剤として化粧品的な使用もできる。従って、組成物は所望の最終用途に応じた使用のために製剤できる。
本発明の組成物に含ませるために最も好ましい活性剤はポリヌクレオチドであり、これはDNA、RNA、又はDNAとRNAの混合物であることができる。治療用のポリヌクレオチドの例は、リボザイム、干渉RNA(RNAi)アンチセンスRNA又はDNA配列を含み、これらは細胞内の所望の配列、例えば疾患状態に関連する遺伝子(例えば癌遺伝子又はウィルス遺伝子)をターゲティングすることができる。望ましくは本発明の組成物中で使用するためのポリヌクレオチドは細胞内の特定のヒトmRNAにハイブリダイズし、そして更にターゲティングされたmRNAへのハイブリダイゼーションの結果として遺伝子発現を抑制する。例えばポリヌクレオチドはras、raf cot、mos、myc等のような癌遺伝子に対してターゲティングさせることができ、そして好ましくはヒトc−raf遺伝子にターゲティングされる。治療用のリボザイム、干渉RNA(RNAi)アンチセンスRNA又はDNA配列を用いてターゲティングするための他の好ましい遺伝子はウィルス遺伝子、特にHIV遺伝子、例えばrev転写活性化物質を含む。他の実施形態においては、治療用ポリヌクレオチドは疾患状態では非存在又は突然変異しているものであることができ、又は、疾患状態において欠損又は非存在である遺伝子産物をコードすることができる。他のポリヌクレオチドは治療用ポリペプチド、例えば免疫原性ペプチド(ワクチンとして使用できる)、天然ホルモン又は天然のホルモンの合成の類縁体をコードすることができる。
本発明の組成物中で使用するための好ましいポリヌクレオチドは5〜50量体のアンチセンスオリゴデオキシリボヌクレオチド、好ましくは10〜40量体の配列、より好ましくは15〜25量体の配列であって、目的の特定の遺伝子にターゲティングされているものである(例えば配列5’−GTGCTCCATTGATGC−3’を有する15量体の抗c−raf−1オリゴヌクレオチドを開示している米国特許第6,126,965号を参照)。別の適当な抗rafオリゴデオキシリボヌクレオチド配列は当分野で知られており、そして本発明の内容において適宜使用できる(例えば米国特許第6,090,626号、6,126,965号、6,333,314号、6,410,518号及び国際特許出願公開WO94/15645及び94/23755参照)。オリゴヌクレオチドを組成物に含ませる場合は、それらは好ましくはホスホチオエート結合1つ以上、好ましくはホスホチオエート結合2つを含む。最も好ましくは本発明の組成物に含ませるオリゴヌクレオチドは各末端にホスホチオエート結合1つを含有するが、それらはオリゴヌクレオチドの一端から他端までの何れかの位置(例えば両末端の間)に存在できる。
本発明の最も好ましい組成物は配列5’−GTGCTCCATTGATGC−3’を有する15量体の抗c−raf−1オリゴヌクレオチド、1,2−ジオレオイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン(DOPC)、新しい正荷電のリン脂質1,3−ビス−(1,2−ビス−テトラデシルオキシ−プロピル−3−ジメチルエトキシアンモニウムブロミド)−プロパン−2−オール(PCL−2)及び安定化剤としてのコレステロール、抗酸化剤としてのD−αトコフェリル酸スクシネート、浸透圧調節剤としてのスクロース及び溶媒としてのエタノール及び注射用水を含有する。この組成物は2mg/mLのrafAON(バイアル当たり50mg rafAON)を含有する滅菌液体として提供することができる。各バイアルを5%デキストロースUSPで2倍希釈することにより1mg/mLのrafAONリポソーム製剤とする。投与前に更に5%デキストロースUSPで8倍まで希釈してよい。
本発明の組成物で使用するための別の好ましいポリヌクレオチドはRNAi種である。RNAi技術は細胞遺伝子の活性を抑制する有効な方法を提供する。SiRNA(RNAi)は第1の相補鎖及び第2の相補鎖を含む2本鎖構造を有するRNA分子(dsRNA)である。2本鎖RNAは約20〜26ヌクレオチド長、好ましくは21又は23ヌクレオチドを含む。dsRNAの最初の2本鎖の各々は5’末端及び3’末端を有する。dsRNAの各鎖は1〜4ヌクレオチドハングオーバー、好ましくは2ヌクレオチドを3’末端に有する。ハングオーバーヌクレオチドは典型的にはチミジン又はウリジンを含む。siRNA内において、2本鎖RNA(dsRNA)の第1の鎖はその配列の少なくとも部分において標的配列に相当するヌクレオチド配列を有する(例えば標的遺伝子の標的mRNA転写物部分)。dsRNAの第2の鎖はdsRNAの第1の鎖に相補的である。望ましくは標的配列は本明細書に記載するもののような癌遺伝子(好ましくはc−raf−1)に相当するが、何れかの所望の標的遺伝子であることができる。特定の遺伝子をターゲティングするための適当なRNAiを構築することは当業者のよく知る通りである。望ましくはdsRNAは化学合成により製造される。
本発明に従ってRNAiでターゲティングされるべき遺伝子は所望の最終用途に応じていずれかの所望の種から選択できる。即ち、例えば、組成物は作物植物のような植物の遺伝子、又は、植物又はカビの寄生虫又は病原体の遺伝子をターゲティングすることにより農業用途において使用できる。同様にRNAiは動物の遺伝子、例えばペット(例えばネコ、イヌ等)、一般的家畜類(例えばウシ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、家禽類(例えばニワトリ、シチメンチョウ又は狩猟鳥)又は毛皮用の動物、例えばミンク、クロテン、キツネ等のものをターゲティングさせることができる。ターゲティングされるべき遺伝子はまたこのような種の寄生虫又は病原体(例えば細菌又はウィルス病原体)であることもできる。
技術はまたヒト遺伝子をターゲティングすることにより医療上の用途に使用できる。好ましい実施形態においては、ターゲティングすべき遺伝子(例えばオリゴヌクレオチド又はsiRNAによる)はヒト又は動物の癌遺伝子、例えばras、raf cot、mos、myc等である。最も好ましくは、ターゲティングすべき遺伝子はc−raf−1である。このような遺伝子の配列は公開されており、当業者は特に実験を行うことなくこのような遺伝子をターゲティングするsiRNAを構築することができる。この点に関する指針は、アンチセンスRNA及びオリゴヌクレオチドによりこのような遺伝子を抑制することが良好に行えることにより更に供給される。本発明の内容において使用するためのsiRNA分子の例は以下のものを含む。
Figure 2007524667
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一部の実施形態においては、組成物は本明細書に記載のものや当分野で既知である活性剤複数を含むことが好ましい。例えば本発明の組成物は望ましくは上記した通り少なくとも1つの核酸種(例えばオリゴヌクレオチド、dsRNA等)を含むが、組成物はこのような種1つより多くを含むこともできる。例えば本発明の組成物は複数のオリゴヌクレオチド、siRNA種又はその混合物を含むことができる。この点に関し、好ましい実施形態においては、本発明の組成物内に存在する少なくとも2つの活性剤が核酸を含む。例えば所望により該核酸の少なくとも一方がsiRNA種、オリゴヌクレオチド又は核酸の別の種であることができる。核酸は遺伝子配列をターゲティング(例えばRNAi又はアンチセンスオリゴヌクレオチドの抑制のような抑制のため)するが、組成物中に存在する第1及び第2の核酸種は個別の遺伝子配列をターゲティングするように設計することもできる。このような個別の標的配列は個別の遺伝子内に存在することができ、これにより標的細胞内の複数の遺伝子の抑制を容易にすることができる。或いは、又は更に加えて、個別の標的配列が同じ遺伝子内に存在することもできる。このような実施形態においては、組成物中の核酸の抑制の種々の種の複合的作用が標的遺伝子の発現を低減する能力を増強することができる。
望ましくは、ポリヌクレオチドを本発明の組成物内に含む場合は、カチオン性の脂質:ポリヌクレオチド(例えばオリゴデオキシリボヌクレオチド、RNAi等)のそれぞれの電荷の比は(1〜4):1の範囲、例えば2:1〜3:1である。PCL−2は2正電荷を有するため、全体的な脂質:薬剤のモル量は以前に報告されているカチオン性のリポ製剤よりも本発明においては低減することができる。望ましくはそれぞれの総脂質のポリヌクレオチド(例えばオリゴデオキシリボヌクレオチド、RNAi等)に対するモル量は約10:1〜約200:1、例えば約20:1〜約150:1又は約50:1〜約100:1である。組成物がリポソームである場合は、望ましくは少なくとも約40%及びより望ましくは少なくとも約50%のポリヌクレオチド(例えばオリゴデオキシリボヌクレオチド、RNAi等)をリポソームの内部コア内のカチオン性脂質と複合体化する。典型的には約60%〜約80%のポリヌクレオチド(例えばオリゴデオキシリボヌクレオチド、RNAi等)をリポソームの内部コア内のカチオン性脂質と複合体化し、そして約40〜約20%のポリヌクレオチド(例えばオリゴデオキシリボヌクレオチド、RNAi等)を膜の外部表面上とする。しかしながら、一部の実施形態においては、より高値(例えば約90%又は更には約95%)のポリヌクレオチド(例えばオリゴデオキシリボヌクレオチド、RNAi等)をリポソームの内部コア内のカチオン性脂質と複合体化することができる。高いリポソーム内捕獲により製剤からのc−rafAONの除放性が可能となる。
組成物内のポリヌクレオチド(例えばRNAi又はオリゴヌクレオチド)が癌遺伝子をターゲティングする場合は、本発明はそのような組成物を用いた新生物細胞の成育を抑制する方法を提供する。本発明の方法によれば、組成物はポリヌクレオチド(例えばRNAi又はオリゴヌクレオチド)が細胞内に侵入するための条件下においてこのような細胞に投与される。細胞内においては、ポリヌクレオチド(例えばRNAi又はオリゴヌクレオチド)はそれがターゲティングしている癌遺伝子の活性を抑制し、これによりそのような新生物細胞の成育が抑制される。この点に関し、「抑制」とはこのような細胞の成育又は増殖の完全な停止を必要としない。方法は新生物の生育を遅延させれば十分である。しかしながら、新生物細胞の増殖は実質的に低減されるか、更には消失することが望ましい。
新生物細胞に対抗して使用する場合、方法はインビボ又はインビトロで細胞に対して使用できる。インビトロの適用については、方法は例えば新生物性の生育は増殖を調べる研究において使用できる。インビボの適用もまた本発明の方法に基づく治療法の開発において使用できる。このような適用のためには、組成物は細胞の培養用の培地に添加するか、又は一般的な脂質系のトランスフェクション剤(例えばLIPOFECTIN(登録商標))と同様の様式において使用できる。
インビボで使用する場合は、本発明の方法は感染性の疾患(例えば細菌感染症、ウィルス感染症等)、自己免疫疾患(例えば癌)に罹患した患者を治療するために使用できる。好ましくはこのような実施形態においてはカチオン性カルジオリピン類縁体及び癌遺伝子をターゲティングしているポリヌクレオチド(例えばRNAi又はオリゴヌクレオチド)を含む組成物が、ポリヌクレオチド(例えばRNAi又はオリゴヌクレオチド)が患者の新生物細胞内に侵入するために十分な条件下で患者に送達する。細胞内においてはポリヌクレオチド(例えばRNAi又はオリゴヌクレオチド)は癌遺伝子の発現又は活性を抑制し、これにより患者内の新生物細胞の成育が抑制される。細胞は例えば癌細胞であることができ、そして腫瘍内にあるか、又は、転移することができる。
上記した通り、本発明の方法はそのような細胞の成育又は増殖を遅延させれば十分である。本発明の方法が患者から新生物細胞を完全に排除する必要はない。むしろ、本発明の方法は患者内の新生物細胞の生育又は増殖を遅延させれば十分である。好ましくは本発明の方法は新生物細胞の生育を実質的に抑制し、そして一部の実施形態においては、本発明の方法は腫瘍の後退又は患者からの新生物細胞の排除をもたらす場合がある。
本発明の方法によればポリヌクレオチドを含む組成物は第2の抗腫瘍薬と組み合わせて使用できる。そのような第2の抗腫瘍薬は例えば化学療法剤、放射線源、遺伝子療法ベクター又は他の抗腫瘍薬であることができる。このような化学療法剤の特定の例はカンプトテシン(例えばSN−38、イリノテカン等)、ドキソルビシン、ダウノルビシン、メトトレキセート、アドリアマイシン、タモキシフェン、トレミフェン、シスプラチン、エピルビシン、ドセタキサール、パクリタキセル、ゲムザー、塩酸ゲンシタビシン、ミキソタントロン及び癌の治療のために有用な他の知られた化学療法剤を含む。組み合わせて使用する場合は、本発明の組成物は第2の抗腫瘍薬の前、同時又は後に送達することができる。しかしながら、使用されれば本発明の組成物は第2の抗腫瘍薬の薬効を増強できる。即ち、本発明は化学療法剤の作用に対して腫瘍を化学感受性にするために使用できる。同様に、本発明は放射線の作用に対して腫瘍を放射線感受性とするために使用できる。この点に関し、カチオン性カルジオリピン類縁体及びポリヌクレオチド(例えばRNAi又はオリゴヌクレオチド)を含む組成物の使用を行う本発明の方法は、複合治療方法の薬効に寄与すれば十分である。
別の実施形態においては、本発明は遺伝子抑制のための標的を確認するための方法を提供する。本発明のこの態様によれば、特定の遺伝子にターゲティングされたポリヌクレオチドを含む本発明の組成物はポリヌクレオチド(例えばRNAi又はオリゴヌクレオチド)が細胞に進入するための条件下に目的の標的遺伝子を発現する細胞に投与する。細胞内においてポリヌクレオチド(例えばRNAi又はオリゴヌクレオチド)はそれがターゲティングされている遺伝子の活性を抑制する。その後、遺伝子の抑制作用を試験する。
遺伝子抑制のための標的を確認する方法は研究の性質に応じてインビトロ又はインビボの細胞を用いて実施できる。標的遺伝子の抑制の作用を評価するために実施する試験は、例えばターゲティングされた遺伝子のRNA又は発現されたタンパク質の存在又はレベルをプロービングすることにより、定量的であることができる。この意味において、標的遺伝子RNAのレベルの低下、又は、目的のコードされたタンパク質の発現の低下はオリゴヌクレオチド、RNAi又は他の遺伝子発現の抑制剤の標的を確認するために機能することができる。代替となる試験は挙動又は表現型であることができる。例えば組成物を動物又は動物内の組織に投与し、そして動物をモニタリングすることにより挙動又は表現型の変化を評価することができる。この意味において、例えば、推定される食欲調製遺伝子の遺伝子抑制剤を含む組成物を動物に投与し、そして、動物の食欲に対する抑制の作用を観察することにより、食欲を媒介する遺伝子を確認することができる。遺伝子発現の抑制と動物の挙動変化の間の正の相関は標的の確認として機能することができる。この方法は治療介入のための標的を迅速に発見して確認することができる。伝統的には、確認の方法は費用と時間がかかり、例えばノックアウト動物のような動物モデルの作成を必要とする。これとは対照的に本発明の方法は細胞又は動物内の推定される標的遺伝子の発現をはるかにより迅速かつ容易に抑制することができ、これは標的の確認の過程を加速し、単純化することができる。
組成物が蛍光又はルミネセントのカルジオリピン類縁体(又は他の蛍光又はルミネセントの部分)を含む場合は、本発明は、動物、植物又は他の所望の系の内部の組成物の遊走を追跡する方法を提供する。本発明のこの態様によれば、蛍光又はルミネセントの部分を含む本発明の組成物を動物、植物又は他の所望の系に導入する。導入直後又は所望の時間経過の後、光、X線又は他のイオン化放射線照射により蛍光又はルミネセンスをモニタリングすることができる。これはリアルタイムの観察又は写真撮影による検出により測定できる。方法は動物、植物又は他の所望の系の内部の脂質組成物の遊走を注視するために使用できる。方法は例えば脂質組成物が濃縮される部位を同定するために機能する。これはターゲティング部分が組成物中に存在すればその有効性を評価するという機能を有する。更にまた、方法は動物、植物又は他の所望の系の内部の組成物の局所的濃度を測定する場合に利用できる。局所的な脂質の濃度はまた、目的の臓器組織又は血液の試料を採取し、蛍光又はルミネセンスの前に適当な薬品で処理することにより検出することもできる。このような情報は治療用組成物の局所濃度が関心対象である治療薬を設計して評価する場合に有用である。
当然ながら方法は反復して使用できる。この意味において、蛍光の初期検出の後、部分に再度蛍光を発生させ、その蛍光を再度検出する。これは組成物の経時的な位置変化を明らかにするために使用できる。このような情報は組成物が濃縮される組織の進行、特定の細胞型の遊走を追跡するために使用できる。或いは、方法は動物、植物又は他の所望の系からの組成物のクリアランスをモニタリングする場合に有用である。蛍光およびルミネセンスの方法の両方が用途に応じて有用となる。ルミネセンスの用途としては膜を通過する脂質の横方向の拡散の効果的なモニタリングのようなより高値の崩壊時間を要する試験が挙げられる。
別の態様において、本発明はトランスフェクション剤としての本明細書に記載の組成物の使用を包含する。即ち、組成物はポリヌクレオチドの所望の種又はライブラリと混合して細胞に送達することができる。本発明の組成物は所望のポリヌクレオチドを含み、そして本発明はインビボ及びインビトロで所望の細胞にポリヌクレオチドが進入するために十分な条件下に組成物にその細胞を曝露することによるそのようなポリヌクレオチドで細胞をトランスフェクトする方法を提供する。インビトロの用途については、組成物は細胞の培養用の培地に添加するか、又は一般的な脂質系のトランスフェクション剤(例えばLIPOFECTIN(登録商標))と同様の様式において使用できる。カチオン性カルジオリピン(特にPCL−2)を含む本発明の組成物の所望の量は一次培養であっても効果的なトランスフェクション剤として機能できるようなものであるのに対し、一般的に使用されているトランスフェクション剤は一般的には一次培養では有効ではない。更にまた、本発明の組成物を使用して細胞をトランスフェクトする方法はインビボで使用することができる。本明細書に記載の通り、方法は特定の遺伝子、特に癌遺伝子をターゲティングするポリヌクレオチドを送達するために使用できる。しかしながら、方法は何れかの所望のポリヌクレオチドでインビボの細胞をトランスフェクトするために使用できる。この目的のために本発明の組成物を使用することの利点は、例えばLIPOFECTIN(登録商標)及び他の脂質トランスフェクション剤で観察されるような実質的な毒性を伴うことなく目的のポリヌクレオチドを細胞に送達することができる点である。即ち、本発明は一次及び形質転換された細胞を含む、インビボ及びインビトロで使用することができるトランスフェクション剤を提供する。
本発明の多くの態様は動物、例えば家畜の患者又はヒトに対して組成物を送達することを含む。患者への送達のためには、組成物は何れかの適当な様式で供給できる。腫瘍への送達のためには、例えば組成物を腫瘍塊に直接注射するように製剤するか、腫瘍の循環系に注入することができる。或いは、組成物は所望により注射(例えば非経腸、静脈内等)によるか吸収(例えば経皮、経粘膜)により送達することができる。皮膚または粘膜組織に適する皮膚科用の調製品を適用できる。
以下の実施例はさらに本発明を説明するものであり、その範囲を限定するものではない。
実施例1
本実施例は遺伝子導入のための9種のPCL−2系のカチオン性リポソームの構築を示す。これらの製剤はトランスフェクション効率を評価するために選択された何れかのポリヌクレオチドと混合するために適している。
カチオン性カルジオリピン類縁体、PCL−2およびDOPE又はコレステロールの何れかの各製剤相当量(表1Aに示す)を丸底フラスコ中のクロロホルムに溶解した。溶媒をロータリーエバポレーターを用いて減圧下に除去し、脂質膜を形成した。脂質膜を更に一夜真空下に乾燥し、25〜40℃窒素下に20mMのHEPES緩衝液で水和させた。塊状のカチオン性リポソームを0.2μmの孔径のポリカーボネートのフィルターを3回、そして0.1μmの孔径のポリカーボネートのフィルターを5回通して押し出した。押し出したカチオン性リポソームの大きさ及びpHを特性化した(表1A)。
カチオン性カルジオリピン類縁体、PCL−2およびDOPE又はコレステロールの何れかの各製剤相当量(表1Bに示す)を丸底フラスコ中のクロロホルムに溶解した。溶媒をロータリーエバポレーターを用いて減圧下に除去し、脂質膜を形成した。脂質膜を更に一夜真空下に乾燥し、25〜40℃窒素下に水で水和させた。塊状のカチオン性リポソームを0.2μmの孔径のポリカーボネートのフィルターを3回、そして0.1μmの孔径のポリカーボネートのフィルターを5回通して押し出した。押し出したカチオン性リポソームの大きさ及びpHを特性化した(表1B)。
実施例2
本実施例はアンチセンスオリゴデオキシリボヌクレオチドを含有するPCL−2−(CCLA)系のカチオン性リポソーム組成物の構築を示す。
組成物は55:27:17の1,2−ジオレオイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン(DOPC):コレステロール:及び1,3−ビス−(1,2−ビステトラデシルオキシ−プロピル−3−ジメチルエトキシアンモニウムブロミド)−プロパン−2−オール(PCL−2)のパーセントモル比を有し、そして、90:1の総脂質:c−rafAON比及び2.2:1のPCL−2:c−rafAONの電荷比を有するc−rafAON(配列5’−GTGCTCCATTGATGC−3’)をそこに複合体化させて有するラメラ構造の複合体である。この製剤はまたD−αトコフェリル酸スクシネート0.2重量%及びスクロース10〜12重量%を含有する。
c−rafAON(ロットALH−01J−003−M)はAvecia Laboratories(MA,USA)より入手した。DOPC、コレステロール、αトコフェリル酸スクシネートはAvanti Polar Lipids(Alabaster,AL,USA)より入手した。PCL−2はNeoPharm Inc.で合成した。スクロースはMallinckrodt(St.Louis,MO,USA)から入手した。
この組成物を形成するために、ラメラ複合体の製剤を薄膜水和法により調製した。脂質(DOPC、PCL−2、コレステロール及びD−αトコフェリル酸スクシネート)を脱水されたアルコールに溶解した。脂質溶液をロータリーエバポレーターで蒸発乾固させた。蒸発の後、脂質残留物を更にデシケーター中で一夜乾燥させた。スクロース及びc−rafAONを脱イオン水に溶解した。次に乾燥した脂質残留物をc−rafAON/スクロース溶液中で水和させて均質な懸濁液を形成した。懸濁液中の粒子の大きさは、0.8、0.4、0.2及び0.1μmのサイズのポリカーボネートフィルターを通して押し出すことにより更に低減した。プロトタイプはまた逆相蒸発及びエタノールインジェクション法によっても調製できる。
製剤の形態は凍結割断顕微鏡法により測定した。慨すれば、試料をサンドイッチ法および液体窒素冷却プロパンを用いて、10,000ケルビン/秒の冷却速度でクエンチングした。割断工程はJEOL JED−9000凍結エッチング装置中で実施し、そして露出した割断平面を25〜35度の角度で30秒間白金で、そして35秒間炭素で陰影化した(kV/60〜70mA、1/10−5Torr)。白金のレプリカは濃発煙硝酸で24〜36時間クリーニングし、その後新しいクロロホルム/メタノール(1:1体積)を用いて少なくとも5回反復して振とうした。その後、これらのクリーニングされたレプリカをJEOL 100CX電子顕微鏡で検査した。
製剤の安定性は1ヶ月2〜8℃及び25℃で保存した後に評価した。ラメラ構造複合体製剤の粒子は動的光散乱法(Nicomp Particle Sizer)により測定した。製剤の薬剤捕獲効率は限外濾過及び/又は100,000分子量カットオフを有するCentriconフィルターの通過により測定した。遊離及び捕獲された薬剤及び脂質の含有量はHPLC法により測定した。
凍結割断レプリカは約50〜200nmの平均粒径の単層ラメラリポソームの複合体を示していた。2〜8℃又は25℃で保存したc−rafAON製剤は1ヶ月安定であった。平均の粒径、捕獲効率、c−rafAONおよびDOPCの濃度は2〜8℃及び25℃で1ヶ月保存した後も初期値と有意差がなかった。これらの結果を表2に示す。
実施例3
本実施例はアンチセンスオリゴデオキシリボヌクレオチドを含有するPCL−2−系のカチオン性リポソーム組成物の構築を示す。
組成物は60:31:9の1,2−ジオレオイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン(DOPC):1コレステロール:及び3−ビス−(1,2−ビステトラデシルオキシ−プロピル−3−ジメチルエトキシアンモニウムブロミド)−プロパン−2−オール(PCL−2)のパーセントモル比を有し、そして、195:1の総脂質:c−rafAON比及び2.4:1のPCL−2:c−rafAONの電荷比を有するc−rafAONをそこに複合体化させて有するラメラ複合体である。この製剤はまたD−αトコフェリル酸スクシネート0.2重量%及びスクロース10重量%を含有する。
c−rafAON(ロットALH−01J−003−M)はAvecia Laboratories(MA,USA)より入手した。DOPCおよびコレステロールはAvanti Polar Lipids(Alabaster,AL,USA)より、αトコフェリル酸スクシネートはSigmaより入手した。PCL−2はNeoPharm Inc.で合成した。スクロースはMallinckrodt(St.Louis,MO,USA)から入手した。
ラメラ複合体製剤は薄膜水和法により調製した。脂質(DOPC、PCL−2、コレステロール及びD−αトコフェリル酸スクシネート)を脱水されたアルコールに溶解した。スクロース及びc−rafAONは脱イオン水に溶解した。一定に攪拌しながら、脂質溶液をc−rafAON溶液に添加して多層ラメラ複合体を形成した。懸濁液中の粒子の大きさは、0.8、0.4、0.2及び0.1μmのサイズのポリカーボネートフィルターを通して押し出すことにより更に低減した。ラメラ構造複合体製剤の粒子は動的光散乱法(Nicomp Particle Sizer)により測定した。薬剤捕獲効率は限外濾過及び/又は100,000分子量カットオフを有するCentriconフィルターの通過、そしてその後のHPLC法による濾液中の遊離c−rafAONの分析により測定した。
ラメラ複合体製剤からのc−rafAONの放出は逆透析法により調べた。慨すれば、製剤20mL分を攪拌リン酸塩緩衝食塩水(PBS)、pH7.4緩衝液180mL中に入れ、これには予め同じPBS緩衝液2mlを含有する透析膜チューブ(10,000MWカットオフ)を入れておいた。種々の時間間隔において、1本の透析チューブを取り出し、c−rafAON濃度を分析した。
製剤の安定性は2ヶ月2〜8℃で保存した後に評価した。ラメラ構造複合体製剤の粒子は動的光散乱法(Nicomp Particle Sizer)により測定した。製剤の薬剤捕獲効率は限外濾過及び/又は100,000分子量カットオフを有するCentriconフィルターの通過により測定した。遊離及び捕獲された薬剤及び脂質の含有量はHPLC法により測定した。2〜8℃で保存したラメラ複合体製剤は2ヶ月安定であることがわかった。平均の粒径、捕獲効率、c−rafAONおよびDOPCの濃度は2〜8℃で2ヶ月保存した後も初期値と有意差がなかった。これらの結果を表3Aおよび3Bに示す。
5%デキストロース溶液中の8倍希釈製剤試料の物理的及び化学的な安定性を48時間まで室温及び冷蔵温度(2〜8℃)において保存した後に評価した。全ての安定性試料は外観、pH、粒径、c−rafAON捕獲効率、c−rafAON濃度、DOPC濃度、コレステロール濃度及びPCL2濃度について分析した。平均の小胞の大きさは約200nmであり、捕獲効率は>99%であった。c−rafAONの20パーセント未満が透析72時間後に製剤から放出されていた。表3Cに示す通り、c−rafAON、DOPC、PCL−2、コレステロール試験値、捕獲効率、pH及び平均小胞サイズは48時間2〜8℃又は室温で保存した後も初期値と有意差がなかった。調製物は5%デキストロースUSP中に希釈した。
実施例4
本実施例は他のリポソームアンチセンスオリゴヌクレオチド製剤と比較した場合のc−raf−1アンチセンスオリゴヌクレオチドを含有する本発明の組成物のインビボの薬効及び低毒性を示すものである。
製剤
被験製剤(LErafAON−ETU)は図1に記載する通り調製した。慨すれば、脂質賦形剤、即ちDOPC、コレステロール、PCL−2及びD−αトコフェリル酸スクシネートを脱水エタノールに溶解し、そしてii)活性成分c−raf−1アンチセンスオリゴヌクレオチド(配列5’−GTGCTCCATTGATGC−3’)及びスクロースを注射用滅菌水に溶解した。エタノール性の脂質溶液を水性活性溶液に添加してリポソームを形成した。バッチ重量(QS)を満たすようにした後、リポソームを押し出すことによりサイズの仕様を満足し、エタノールをロータリーエバポレーターで除去した。溶媒除去前の重量までバッチ重量を調節した後、生成物を0.22μの滅菌フィルターで濾過し、滅菌バイアルに充填し、蓋をして密封した。
比較対照用の製剤(DDAB−LErafAON製剤)は同じ濃度のアンチセンスオリゴヌクレオチドを含有させたが、市販のカチオン性脂質であるジメチルジオクタデシルアンモニウムブロミド(DDAB)を用いて製剤した。
非超音波処理2バイアルLErafAON製剤の製造工程では、凍結乾燥した脂質及びrafAONの個別のバッチ調製を行った。凍結乾燥脂質については、脂質賦形剤、即ち卵ホスファチジルコリン(卵PC)、コレステロール及びジメチルドデシルアンモニウムブロミド(DDAB)をまずt−ブチルアルコールに溶解し、溶液を0.22μm滅菌フィルターで濾過し、滅菌バイアルに充填し、凍結乾燥した。凍結乾燥したrafAONは、注射用滅菌水に薬剤を溶解し、その後0.22μm滅菌フィルターで濾過し、滅菌バイアルに充填し、凍結乾燥することにより製造した。投与直前において、rafAON凍結乾燥バイアルを0.9%塩化ナトリウムUSPで希釈再調製した。次に希釈再調製したrafAONを凍結乾燥脂質のバイアルに写し、水和させ、10分間超音波処理した。
薬理学的試験
PCL−2製剤、LErafAON−ETUのインビボの薬効を4種の試験においてDDAB製剤、LErafAONと比較した。
1.ヒト前立腺(PC−3)腫瘍を有するSCIDマウスにおけるLErafAON−ETU及びLErafAONのインビボの薬効
PCL−2製剤LErafAON−ETU及び対照製剤LErafAONの多用量治療薬効をヒト前立腺癌のSCIDマウス異種移植片モデルにおいて評価した。対数増殖期のPC−3細胞をC.B.−17SCIDマウスにおいて皮下(s.c.)移植した。腫瘍担持動物(50〜125mm3)を異なる投与群に無作為に割付(5〜7匹/群)、そしてマウスに対照ビヒクル、LErafAONを12.5又は25mg/kg/日、又はLErafAON−ETUを12.5又は25mg/kg/日で第1、2、4、5、7、8、10、11、13および14日にiv投与した。薬効は対照の%初期腫瘍容量(第1日=100%)を第20日にLErafAON及びLErafAON−ETU群と比較することにより評価した。
LErafAON及びLErafAON−ETU 12.5mg/kg/日を処置した動物は如何なる腫瘍生育抑制も示さなかった。しかしながら、LErafAON又はLErafAON−ETUを25mg/kg/日処置した動物はその各々の対照と比較して(10%スクロース)それぞれ15%及び44%の腫瘍成育抑制を示した。体重減少では差がなかったため、LErafAON及びLErafAON−ETUは共に良好な耐容性を示した。
本試験の結果は全体としてPCL−2製剤(LErafAON−ETU)及びDDABリポソーム製剤(LErafAON)は両方ともSCIDマウスにおけるヒト前立腺腫瘍モデルに対して同等程度の治療薬効を有することを示唆している。
2.ヒト乳癌(MDA−MB−231)腫瘍を有するSCIDマウスにおけるLErafAON−ETUおよびLErafAONのインビボの薬効
PCL−2製剤LErafAON−ETU及び対照製剤LErafAONの多用量治療薬効をヒト乳癌のSCIDマウス異種移植片モデルにおいて評価した。対数増殖期のMDA−MB−231細胞をCB−17雌SCIDマウスにおいて皮下移植した。腫瘍担持動物(50〜100mm3)を異なる投与群に無作為に割付(8匹/群)、そしてマウスに対照ビヒクル又は25mg/kg/日のLErafAON又はLErafAON−ETUを第1、2、4、5、7、8、10、11、13および14日にiv投与した。
最大腫瘍生育抑制はLErafAONおよびLErafAON−ETUにおいて対応するビヒクル対照と比較してそれぞれ第12日の65%及び第15日の59%であった。投与群の何れにおいても体重減少は観察されなかった。
結果はLErafAON−ETUが対照のLErafAON製剤と比較してMDA−MB−231ヒト乳癌腫瘍モデルに対して等しい治療薬効を有することを示している。
3.ヒト卵巣(SKOV−3)腫瘍を有するSCIDマウスにおけるLErafAON−ETUおよびLErafAON及びTaxol(登録商標)とのそれらの組合せのインビボの薬効
LErafAON−ETU及び対照製剤LErafAONの単独及びTaxol(登録商標)との組合せの多用量治療薬効試験をヒト卵巣癌のSCIDマウス異種移植片モデルにおいて評価した。対数増殖期のSKOV−3細胞をC.B.−17SCIDマウスに皮下移植した。対照又は被験物質の処置は腫瘍体積が50〜100mm3に到達した時点で開始した。マウスは一群5〜7匹の投与群に無作為に割付、ビヒクル対照又は25mg/kg/日のLErafAONおよびLErafAON−ETUを第1、2、4、5、7、8、10、11、12および13日に静脈内投与した。Taxol(登録商標)(25mg/kg)もまた第2、5及び9日に所定の群に静脈内投与した。複合療法群の動物にはrafAONの対応するリポソーム製剤を投与後2〜3時間にTaxol(登録商標)を投与した。
LErafAONおよびLErafAON−ETUは第23日にそれぞれ38%及び45%の最大腫瘍生育抑制を示した。Taxol(登録商標)は第19日に41%の最大腫瘍生育抑制を示した。Taxol(登録商標)+LErafAONまたはTaxol(登録商標)+LErafAON−ETUの組合せは90%まで腫瘍生育を有意に低減した。更にまた、400mm3超の体積までの腫瘍の生育はTaxol(登録商標)+LErafAONでは13日、そしてTaxol(登録商標)+LErafAON−ETUでは24日遅延した。
本試験の結果はPCL−2製剤のLErafAON−ETUは単独薬として投与された場合はSCIDマウスにおけるSKOV−3ヒト卵巣癌腫瘍モデルに対して対照のLErafAONと同等の治療薬効を有することを示している。しかしながら、Taxol(登録商標)との複合処置においては、PLC−2製剤LErafAON−ETUはDDAB製剤(LErafAON)と比較してより優れた腫瘍生育の遅延をもたらした。
4.ヒト前立腺(PC−3)腫瘍を有するSCIDマウスにおけるLErafAON−ETUおよびLErafAON及びTaxotere(登録商標)とのそれらの組合せのインビボの薬効
PCL−2製剤LErafAON−ETU及び対照DDAB製剤、LErafAON単独、及び、治療未満量のTaxotere(登録商標)との組合せの多用量治療薬効をヒト前立腺癌のSCIDマウス異種移植片モデルにおいて実施した。対数増殖期のPC−3細胞をC.B.−17SCIDマウスにおいて皮下移植した。腫瘍担持動物(50〜100mm3)を種々の投与群(5〜7匹/群)に無作為に割り付け、そして対照又は被験物質(25mg/kg/日、LErafAON又はLErafAON−ETU)を5日間連続で静脈内投与した。Taxotere(登録商標)を所定の群に第2日に10mg/kgそして第5日に5mg/kg投与した。薬効は対照群の%初期腫瘍容(第1日=100%)を第21日の投与群と比較することにより評価した。
腫瘍の生育はLErafAONおよびLErafAON−ETUを投与したマウスでそれぞれ、その対照と比較して7%および40%抑制された。Taxotere(登録商標)単独では83%腫瘍生育抑制となったのに対し、複合療法においては、LErafAON+Taxotere(登録商標)は81%の同様の腫瘍生育抑制をもたらした。PCL−2製剤、LErafAON−ETU+Taxotere(登録商標)を投与した動物は第21日に99%腫瘍成育抑制を示した。これらの結果は図4A及び4Bに示す。
本試験の結果はPCL−2製剤、LErafAON−ETUをTaxotere(登録商標)と組み合わせた場合対照のDDAB製剤LErafAON+Taxotere(登録商標)の組合せと比較してより高い治療薬効を有することを示唆している。
薬物動態
PCL−2rafAON製剤、LErafAON−ETUの薬物動態を対照(DDAB)リポソーム製剤、LErafAONとCD2F1マウスにおいて比較した。
1.生物分析的方法
生物分析的方法はLErafAON又はLErafAON−ETUを含有するマウス血漿及びマウス組織中の総rafAONを定量するために開発され、そして、マウスにおける単回投与の薬物動態及び組織分布試験から血漿及び組織の試料中のrafAONを定量するために使用した。rafAONは固相抽出(SPE)によりマウス血漿試料から抽出し、次にLC−MS/MSを用いて定量した。方法はマウス結晶中25〜5000ng/mLの範囲で直線的であることが解った。組織を機械的にホモゲナイズして5%(w/v)のホモジネートを形成し;次にこれを試料調製のためのタンパク質沈殿に付した。次に試料中の総rafAONを50〜10,000ng/mL組織ホモジネートの直線性を有するLC−MS/MS法により定量した。
2.マウスにおけるLErafAON−ETUおよびLErafAONの薬物動態及び組織分布試験
対照のLErafAONおよびPLC−2製剤(LErafAON−ETU)の単回投与の薬物動態及び組織分布の試験を雄性CD2F1マウスへの30mg/kg静脈内投与の後に実施した。マウス3匹/群/時点を製剤投与後5、15及び30分及び1、2、4、8、24及び48時間に屠殺した。血液試料は血漿から処理し、血漿及び組織はrafAON濃度について試験した。
LErafAON−ETUを投与した動物の血漿中CmaxはLErafAONを投与した動物の約2倍であった。総曝露(AUC0〜48hおよびAUC0〜∞)はLErafAON投与マウスよりもLErafAON−ETUで2.3倍高値であった。LErafAONのクリアランスはLErafAON−ETUと比較して2.5倍速く、そして分布容量(Vz)は約4倍高値であった。
rafAONは投与後急速に組織に分布した。48時間に渡る組織曝露の増大順は両方の製剤で肺>脾臓>肝臓>腎臓>心臓であった。rafAON濃度はDDAB製剤(LErafAON)と比較してPCL−2製剤(LErafAON−ETU)投与マウスにおいて高値であることがわかった。
毒性学
PCL−2rafAON製剤、LErafAON−ETUの毒性をCD2F1マウスにおいて対照リポソーム製剤LErafAONと比較した。
マウスにおける多用量毒性
対照(LErafAON)及びPCL−2製剤(LErafAON−ETU)の比較多用量毒性試験を雌雄のCD2F1マウスにおいて実施した。動物を投与群(10/性別/群)に無作為に割り付け、5日間連続で35mg/kg/日のLErafAON又はLErafAON−ETUを静脈内投与した。
PCL−2製剤(LErafAON−ETU)を投与したマウスにおいては有意な体重減少または毒性の臨床兆候は観察されなかった。LErafAON−ETUを投与した動物の死亡率は雌雄とも0%であり、LErafAONを投与した雄は100%、雌は40%であった。LErafAONを投与した全ての雄および雌の40%が第5日に死亡しており、全てが毒性の臨床兆候を示していた(屈曲姿勢、粗放皮膜及び脱水)。雄では統計学的に有意な体重減少は観察されなかったのに対し、雌は第8日に12%の体重減少を示したが、第17日には回復した。5日を越えてLErafAONを投与した生存雌は昏睡状態となったが、第9日までには回復した。この試験を図4Cに示す。
組織病理学的評価によれば、LErafAONを投与したマウスの死亡は肺出欠により起こったものであると結論付けられた。疾患はLErafAON投与マウスの脾臓、肺及び肝臓で観察されたが、PCL−2製剤(LErafAON−ETU)投与マウスでは観察されなかった。臨床病理試験によれば対照を投与したマウスとLErafAONまたはLErafAON−ETUを投与したものとの間に臨床検査値の有意差を示さなかった。
PCL−2製剤(LErafAON−ETU)を示すこの試験結果は、対照製剤LErafAONよりCD2F1マウスに対して毒性が少ない。
実施例5
本実施例は細胞をトランスフェクトする場合の本発明の組成物のトランスフェクション効率を示す。実施例は一次細胞を含む種々の細胞系統をトランスフェクトするPCL−2製剤の能力に着目しており、そして結果は本発明の組成物がLIPOFECTIN(登録商標)やリポフェクタミン2000(商標)のような一般的に使用されているトランスフェクション試薬よりも試験細胞系統においてより高い効率で細胞のトランスフェクションを媒介できることを明らかにしている。
本実施例において報告する実験において用いるための組成物(本明細書においては「NeoPhectin(商標)」と称する)は実施例1に記載した操作法を用いて調製した。本発明の製剤はPCL−2及びDOPEを含有させた。
1.CHO細胞におけるトランスフェクション効率
NeoPhectin(商標)はCMV−ルシフェラーゼレポーター遺伝子プラスミドを用いてチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞においてトランスフェクションに関して評価し、そしてLIPOFECTIN(登録商標)と比較した。1μgのDNAを24穴プレート中NeoPhectin(商標)又はLIPOFECTIN(登録商標)の存在下及び非存在下において、CHO細胞に添加した。細胞を血清非含有培地で4時間インキュベートし、次に10%血清含有培地に変えて更に24時間保持した。タンパク質濃度は標準物質としてウシ血清アルブミンを用いたビシンコニン酸(BCA)タンパク質試験により測定し、そしてトランスフェクション効率は相対的光単位/mg細胞タンパク質を測定することにより求めた。この実験の結果(図5A参照)はLIPOFECTIN(登録商標)よりもNeoPhectin(商標)のほうが全ての濃度において有意に高値のトランスフェクション効率を示したことを示している。
2.COS−1細胞におけるトランスフェクション効率
NeoPhectin(商標)のCOS−1細胞におけるトランスフェクションについてLacZプラスミドを用いて評価した。4μgのプラスミドpcDNA3.1/His/LacZをNeoPhectin(商標)又はLIPOFECTIN(登録商標)と共に血清非含有培地中室温で30分間インキュベートした。その後、試薬混合物をウェルあたり0.3百万個の細胞に対して添加し、血清非含有培地中で6時間インキュベートした。混合物を10%血清培地と置き換え、更に48時間インキュベートした。トランスフェクション効率はβ−Gal染色キットを用いて染色し、そして倒立顕微鏡を用いて視野当たりのトランスフェクトされた細胞の数を計数することにより測定した。この実験の結果(図5B参照)は全ての濃度においてNeoPhectin(商標)がLIPOFECTIN(登録商標)よりも有意に高値のトランスフェクション効率を示したことを示している。
3.一次ラット肺微小血管内皮細胞(RLMVEC)におけるRNAiのNeoPhectin(商標)媒介送達
一次ラット肺微小血管内皮細胞(RLMVEC)におけるRNAiの送達についてNeoPhectin(商標)を評価した。RNAiをNeoPhectin(商標)と混合し、種々の濃度をRLMVECに曝露した(図5C参照)。トランスフェクションの効率は相対的単位においてRNAiオリゴの取り込みを測定することにより試験した。この実験の結果(図5C参照)はNeoPhectin(商標)が効率的にRNAiをRLMVECに送達したことを示している。
4.BALB/3T3細胞におけるNeoPhectin(商標)のトランスフェクション効率
β−ガラクトシダーゼレポーター遺伝子試験を用いてNeoPhectin(商標)のトランスフェクション効率を評価した。一夜96穴プレートで培養した後、BALB/3T3細胞を6時間血清非含有培地中0.2μg/ウェルのpSV−β−ガラクトシダーゼベクター及び0.375〜6μg/ウェルのNeoPhectin(商標)又はリポフェクタミン2000(商標)でトランスフェクトした。トランスフェクションの後、リポソーム−DNA複合体を血清含有培地と交換した。β−ガラクトシダーゼ活性はトランスフェクション後24時間に測定し、外因性β−ガラクトシダーゼ標準物質に対してプロットした。この試験の結果(図5D参照)、リポフェクタミン2000(商標)よりもNeoPhectin(商標)が有意に高値のトランスフェクション効率を示したことを明らかにした。
5.ラット肺微小血管内皮一次細胞培養物(PLMVEC)におけるNeoPhectin(商標)を用いたdsRNA干渉によるサイトカイン受容体(TbRII)発現の抑制
ラット肺微小血管内皮細胞(PLMVEC)一次細胞培養物をRNAiのために使用することにより、腫瘍形成に関与するサイトカイン受容体の生産を抑制した。特異的2本鎖RNA(dsRNA)を用いてPLMVEC細胞をトランスフェクトするためにNeoPhectin(商標)を使用した。細胞を種々の回数37℃5%CO2においてNeoPhectin(商標)及びオリゴヌクレオチドに曝露した。抑制は48時間以内に観察され、抑制は72及び96時間において増大していた(図5E参照)。
6.48時間後の一次細胞におけるRNAi(200nM)オリゴヌクレオチドのNeoPhectin(商標)媒介送達の作用
NeoPhectin(商標)はRLMVEC一次細胞におけるRNAiの送達について評価した。TbRII発現は間接的免疫蛍光を用いて検出した。一次抗体はウサギ及び抗TbRIIとし、二次抗体はFITCにコンジュゲートしたヤギ抗ウサギとした。RNAiをNeoPhectin(商標)と混合し、200nMを一次細胞に曝露した(図5C参照)。RNAiのNeoPhectin(商標)媒介送達の作用を蛍光により測定した。48時間後、NeoPhectin(商標)処置細胞は対照細胞と比較して顕著に低減した蛍光を示し(図5F参照)、細胞内の蛍光を媒介する遺伝子の抑制が示された。これらの結果はNeoPhectin(商標)が効率的にRNAiを一次細胞に送達し、そしてRNAiは遺伝子発現を抑制するために細胞内で機能できることを示している。
7.RNAiオリゴヌクレオチドのNeoPhectin(商標)(2.5μg/mL)媒介送達はT_RII遺伝子発現を抑制する
NeoPhectin(商標)をラット肺微小血管内皮細胞(RLMVEC)、一次ヒト臍静脈内皮細胞(HUVEC)及び一次ヒト肺動脈内皮細胞(HPAEC)においてRNAiの送達について評価した。T_RII遺伝子にターゲティングされたRNAiをNeoPhectin(商標)と混合し、2.5μg/mLを3種の細胞型に曝露した(図5G、5H及び5I参照)。トランスフェクションの効率は対照細胞との相対比較によりパーセント遺伝子発現を測定することにより試験した。この実験の結果(図5G、5H及び5I参照)は NeoPhectin(商標)が効率的にRNAiを細胞に送達したことを示している。
実施例6
本実施例は本発明の組成物が安全で増強されたインビトロ及びインビボの送達のための新規なカチオン性カルジオリピンのプラットホームとなることを示している。
A.材料及び方法
1. NeoPhectin−AT(商標)(PCL−2−(CCLA)系リポソーム)の調製
ヘルパー脂質として使用されるコレステロール及びDOPE(ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン)はAvanti Polar Lipids,Inc(Alabaster,AL)より購入した。数種のCCLA系のリポソームはCCLA及びヘルパー脂質から種々のモル比で薄膜水和法を用いて調製した。慨すれば、CCLA、DOPE又はコレステロールを丸底フラスコ中のクロロホルムに溶解した。溶媒をロータリーエバポレーターにより減圧下に除去し、脂質膜を形成し、更に一夜真空下に乾燥した。脂質膜25〜40℃の窒素下においてRNase非含有の水中10%スクロースで水和させた。RNase非含有の水はSigma(St.Louis,MO)より入手した。塊状のカチオン性リポソームを0.2μm孔径のポリカーボネートフィルターを通して3回、0.1μm孔径のポリカーボネートフィルターを通して5回押し出した。押し出されたリポソームを0.22μm滅菌フィルター装置(Millipak(登録商標)正電荷)を通して濾過することにより滅菌した。調製したリポソーム(NeoPhectin−AT(商標))は110〜120nmの平均粒径を有していた。リポソームのサイズは光散乱粒径測定器(Nicomp380型、Santa Barbara,CA)を用いて特性化した。
2.細胞培養物の調製
A549(ヒト肺癌)、PC−3(ヒト前立腺癌)、SK−OV−3(ヒト卵巣癌)、MX−1及びMDA−MB−231(ヒト乳癌)細胞はNational Cancer Institute(Fredrick,MD)から入手し、10%熱不活性化ウシ胎児血清(HI−FBS)を含有するRPMI1640培地中に維持した。CHO(チャイニーズハムスター卵巣)、BALB/3T3(ネズミ胚線維芽細胞)及びHepG2(ヒト肝細胞癌)はAmerican Type Culture Collection(Manassas,VA)より購入した。CHO細胞は10%HI−FBSを含有するHamのF12培地のKaighnの変性培地(F12K)中に維持した。BALB/3T3細胞は10%ウシ血清添加Dulbeccoの変性Eagle培地に維持した。HepG2細胞は1.0mMピルビン酸ナトリウム、0.1mM非必須アミノ酸及び10%HI−FBSを添加したEagle最小必須培地中に維持した。全ての培地及び試薬はInvitrogen Life Technologies(Carlsbad,CA)より購入した。
B.リポソーム試験
1.インビトロ効率
トランスフェクションの1日前、CHO(25000個/ウェル)、BALB/3T3(25000個/ウェル)、MX−1(50000個/ウェル)およびA549(25000個/ウェル)を96穴プレートに、HepG2(200000個/ウェル)を24穴プレートに播種し、5%CO2インキュベーター中で一夜培養した。次に細胞をリン酸塩緩衝食塩水で洗浄して残存する血清を除去した後にトランスフェクション混合物を添加した。
PCL−2−(CCLA)系のリポソームのトランスフェクション効率はCHO、BALB/3T3およびHepG2細胞についてはβ−ガラクトシダーゼ(β−gal)レポーター遺伝子試験を用いて、そして、MX−1及びA549細胞についてはルシフェラーゼレポーター遺伝子を用いて測定した。pSV−β−ガラクトシダーゼ対照ベクターはPromega(Madison,WI)より購入し、gWIZルシフェラーゼベクターはGene Therapy Systems(San Diego,CA)より購入した。DNAプラスミドの総量は96穴プレートでは0.2μg/ウェル、24穴プレートでは1μg/ウェルとした。プラスミドは細胞培養試験灌注OptiMEMI減血清培地(Invitrogen,Carlsbad,CA)で希釈した。等しい量のOptiMEMI培地を用いてCCLA系リポソームを希釈した。適切な量のCCLA系リポソームをOptiMEMI培地中に再懸濁して8:1のCCLA/DNA(+/−)電荷比とし、OptiMEMI培地で4:1、2:1、1:1および1:2に連続希釈し、5分間室温でインキュベートした。次にDNAをCCLAリポソーム系希釈物に滴下し、更に30分間室温でインキュベートした。インキュベートの後、DNA/CCLA系のリポソーム複合体を細胞に添加し、更に4〜6時間インキュベートした。トランスフェクションの後、残存するDNA/CCLA系リポソーム複合体を洗浄し、細胞に通常の培地を補充し、24時間までインキュベートした。
β−galレポーター遺伝子試験はβ−galレポーター遺伝子試験系(Promega,Madison,WI)を用いながら製造元のプロトコルに従って実施した。試料の光学密度(OD)はプレートリーダー(Thermo Electron,Franklin,MA)を用いて414nmで読み取った。β−gal発現の量は外因性β−gal標準物質に基づいて計算した。ルシフェラーゼの発現はルシフェラーゼ試験系(Promega,Madison,WI)を用いながら測定した。試験用の試薬を細胞溶解物20μlと混合し、相対的光単位(RLU)をルミノメーター(Thermo Electron,Franklin,MA)で測定した。
CCLA系リポソームトランスフェクションに関する旨適な組合せを決定するために2種の最も一般的に使用されているヘルパー脂質であるコレステロール及びDOPEを種々のモル比でCCLAと共に製剤し、β−galレポーター遺伝子試験を用いてインビトロでそのトランスフェクション効率についてスクリーニングした。評価結果によれば、モル比1:2のCCLA:DOPEからなる製剤が試験した細胞系統中で高度なトランスフェクションをもたらすことが解った。
CHO、BALB/3T3、A549及びMX−1細胞においてはレポーター遺伝子からのピーク遺伝子発現はCCLA/DNA(+/−)電荷比2:1で得られたのに対し、HepG2細胞においてはピーク活性は1:1の電荷比で観察された(図6A)。
2.インビボの薬効
雄性Balb/cマウスにおけるPCL−2−(CCLA)系リポソームのトランスフェクション効率はルシフェラーゼレポーター遺伝子試験を用いて測定した。gWIZルシフェラーゼベクター(50μg/匹)をCCLA系リポソームの表面に穏やかに混合した。DNA/CCLA系リポソーム複合体を調製8時間以内に尾部静脈を介してマウスに静脈内投与した。Balb/cマウスはCharles River Laboratories(Portage,MI)から入手した。等しい量のDNAをDOTAP系製剤であるIn Vivo GeneSHUTTLE(商標)(QBiogene,Carlsbad,CA)により製造元の推奨するプロトコルに従って送達した。マウスは注射後24時間に屠殺した。肺及び心臓の組織を迅速に採取し、エタノール/ドライアイスバス中で凍結した。次に組織をオートガイザー(Tomtec,Hamden,CT)を用いながら細胞培養溶解試薬(Promega,Madison,WI)中にホモゲナイズした。ホモジネートを12000rpm(16000g)で10分間4℃で遠心分離し、上澄みを別の試験管に移した。上澄みの20μL分を用いてルシフェラーゼ活性を測定した。各組織試料のタンパク質濃度は製造元のプロトコルに従ってRC DCタンパク質試験を用いて測定した(Bio−Rad Laboratories,Hercules,CA)。
異なるモル比のCCLA及びコレステロール又はDOPEからなる数種の製剤をスクリーニングした。興味深いことに、1:2のCCLA:DOPEモル比、即ちインビトロの製剤と同じ組成がコレステロールと組み合わせたCCLAよりも良好なトランスフェクション活性を示した。CCLA/DNA(+/−)の異なる電荷比をルシフェラーゼレポーター遺伝子50μgに対して試験した場合、ルシフェラーゼの最大発現は肺および心臓の組織の両方において5:1(+/−)で観察された(図6B)。これとは対照的に、DNA又はCCLA系のリポソーム単独を処置したマウスでは発現は観察されなかった。
CCLA系のリポソームのトランスフェクション効率は雄性Balb/cマウスにおいて市販品のカチオン性リポソーム(In Vivo GeneSHUTTLE(商標))とも比較した。DOTAP系のIn Vivo GeneSHUTTLE(商標)はインビボの実験のために使用される極めて小数の市販リポソームの1つである。ルシフェラーゼレポーター遺伝子(50μg/匹)を製造元の推奨する条件を用いて旨適電荷比(+/−5:1)のCCLA系リポソーム又はIn Vivo GeneSHUTTLE(商標)の何れかを用いて送達した。本発明者らの結果によれば、肺におけるルシフェラーゼ遺伝子の発現はCCLA系リポソームにより送達した場合はIn Vivo GeneSHUTTLE(商標)による場合より約7倍高値であった(図6C)。DOTAPのDNAに対する計算電荷比はやはり約5:1であった。
3.インビボ毒性
PCL−2−(CCLA)系リポソームの毒性は雄性Balb/cマウスにおいて測定した。CCLA系リポソームの単回用量の毒性は尾部静脈を介してCCLA系リポソーム100mg/kgをマウスに注射することにより評価した。DOTAP系のIn Vivo GeneSHUTTLE(商標)は比較分析のために使用した。多用量の毒性は連続3日間尾部静脈を介してCCLA系リポソーム50、75または100mg/kgをマウスに注射することにより調べた。各群3匹を用いた。死亡率、体重及び毒性の臨床兆候は14日間毎日モニタリングした。
CCLAリポソーム投与群では死亡例は観察されなかったのに対し、In Vivo GeneSHUTTLE(商標)投与群では66.6%の死亡率が記録された(表6)。多用量毒性試験においては、マウスには連続3日間CCLA系リポソーム50、75または100mg/kgを注射した。50および75mg/kg/日を注射した群では死亡例は観察されなかったが、100mg/kg/日のCCLA系リポソーム投与後3日に33.3%のマウスが死亡した(表6)。50および75mg/kg投与群では有意な体重減少は観察されず、100mg/kg/日のCCLA系リポソーム投与マウスにおいては僅か10.1%の体重減少のみであった。生存マウスは初回投与後10日には完全に回復した。本発明者らの結果はCCLA系リポソームの毒性はIn Vivo GeneSHUTTLE(商標)よりも有意に低値であることを示していた。
C.siRNAの送達
1.インビトロの薬効
c−rafに対するsiRNAの治療薬効はPCL−2−(CCLA)系リポソームを用いてA549、PC−3、MDA−MB−231及びSK−OV−3癌細胞にc−rafsiRNAをトランスフェクトすることにより試験した。siRNA2本鎖はc−Raf遺伝子に対するヒトmRNAの特定の配列をターゲティングするように設計した(アクセッション番号X03484)。選択された配列はBLAST検索においてスクリーニングすることによりc−RafmRNAのみがターゲティングされたことを確認した。合成siRNA2本鎖は2’−脱保護脱塩形態でDharmacon(Lafayette,CO)において専用に合成した。2本鎖のセンス及びアンチセンス配列はそれぞれAUUCCUGCUCAAUGGAUUUdTdTおよびAAAUCCAUUGAGCAGGAAUdTdTであった。ミスマッチ2本鎖siRNA配列(5’−AGCUUGCCAUCCAUGCUAUdTdT−3’および5−AUAGCAUGGAUGGCAAGCUdTdT−3’)もまたDharmacon(Lafayette,CO)から入手した。ミスマッチ配列もまたBLAST検索でスクリーニングすることによりc−rafmRNA配列との相同性がないことを確認した。
A549、PC−3、MDA−MB−231及びSK−OV−3細胞はsiRNA単独又はCCLA系リポソーム単独、又は両方の組み合わせでトランスフェクトした。ウェル当たり約10000個の細胞を96穴プレートにプレーティングし、400nMのc−rafsiRNA及び/又は10μg/mLのCCLA系リポソームで6時間トランスフェクトした。トランスフェクションの後、c−rafsiRNA/CCLA系リポソーム複合体を洗浄し、細胞に新しい培地を補充し、そして72時間インキュベートした。細胞毒性はスルホローダミンB(SRB)試験を用いてトランスフェクション後72時間に測定した。結果によればCCLA系リポソームにより送達された400nMのsiRNAは対照細胞と比較してA549、PC−3、MDA−MB−231及びSK−OV−3細胞においてそれぞれ54%、62%、33%および34%の細胞毒性を誘導した。遊離のsiRNA又はリポソーム単独を投与した細胞では見かけ上の細胞毒性は観察されなかった(図6D)。
2.インビボの薬効
c−rafに対するsiRNAの治療薬効は更にSCIDマウスにおけるヒト乳癌異種移植片モデルに対して試験した。MDA−MB−231細胞(0.1ml HBSS中2×106個)をCB−17SCIDマウス(4〜5週齢、購入元はHarlan Sprague Dawley,Indianapolis,IN)に皮下注射した。腫瘍が50〜100mm3の体積に到達した時点で、マウスを4群に無作為に割り付けた。3群をRNase非含有及びDNase非含有の水中の遊離のsiRNA、ミスマッチc−rafsiRNA/PCL−2−(CCLA)系リポソーム又はc−rafsiRNA/CCLA系リポソームをそれぞれ投与した。注射はsiRNA7.5mg/kg/日で尾部静脈注射により5日間位置に当たり2回(b.i.d.)行った。リポソーム複合体の等容量のスクロース(10%、w/v)を対照として第4の群に注射した。腫瘍の大きさはカリパスで週2回測定し、腫瘍体積は次の式、即ちax(b/2)2xπ(式中π=3.14、aおよびbはそれぞれ腫瘍の長さ及び幅)を用いて計算した。対照群の腫瘍が最大堆積(〜400mm3)に達する初回治療後15日にマウスを屠殺した。全データとも平均±S.E.M.で表示した。群間の比較はStudentのt検定(両側、unpaired)により行った。p値<0.05の場合に統計学的に有意とみなした。
c−rafsiRNA/CCLA系リポソーム複合体の投与は初回投与後8日で遊離のc−rafsiRNA群と比較した場合73%の腫瘍生育抑制を示した(図6E)。差は統計学的に有意であった(t検定でp<0.05)。これとは対照的に、CCLA計リポソームにより送達された10%スクロース、遊離c−rafsiRNA又はミスマッチsiRNAは腫瘍生育に対して有意な作用を有さなかった。
実施例7
本実施例はDOPE、コレステロール、カルジオリピン及びrafsiRNAを含む本発明の組成物が(1)腫瘍組織又はPC−3腫瘍担持SCIDマウスにおいてraf−1及びサイクリンD1の発現を効果的にノックダウンすることができ、そして(2)複合投与されたTaxotereの治療指数を増大させることを示すものである。
A.材料及び方法
1.RAFsiRNAの設計及び合成
rafsiRNA配列はc−raf−1mRNA(nt600〜618、ゲンバンクアクセッション番号X03484)のコーディング領域内から設計し、BLAST検索においてスクリーニングすることによりc−raf−1mRNAとの顕著な配列相同性を確認した。Raf−1に対する私有物の合成2本鎖siRNAはDharmacon(Lafayette,CO)から入手した。
2.リポソームの製造
PLC−2−(CCLA)系リポソーム(NeoPhectin−AT(商標))は薄膜水和法を用いてPCL−2及びヘルパー脂質から実施例6に記載の通り製造した。
3.細胞培養
ヒト前立腺癌細胞(PC−3)はBiological Testing Branch,Developmental Therapeutics Program of National Cancer Institute (Frederick,MD)から入手した。腫瘍細胞は5%CO2の湿潤雰囲気下37℃において10%ウシ胎児血清(FBS)、2mMグルタミン、100単位/mLペニシリンおよび100μg/mLストレプトマイシンを添加したRPMI−1640培地中で増殖させた。培地及び関連の試薬はInvitrogen Life Technologies(Carlsnad,CA)から購入した。
4.rafsiRNA−Neophectin複合体の製剤
凍結乾燥したrafsiRNAをヌクレアーゼ非含有の水で水和させた。このsiRNA溶液をNeoPhectin−AT(商標)の適切な容量の入った試験管にゆっくり分注し、穏やかに混合し、マウスの投与前15〜20分間室温で維持した。ミスマッチsiRNA−NeoPhectin複合体は上記した通り製造した。
5.動物及び腫瘍の移植
雄性CB−17SCIDマウス(3〜4週齢)をHarlan Sprague Dawley Laboratories(Indianapolis,IN)より入手した。マウスは無菌的に取り扱い、マイクロアイソレーター(Tecniplast,Italy)中で飼育した。動物にはオートクレーブしたTEKLAD18%タンパク質のげっ歯類用飼料(Harlan Teklad,Madison,WI)およびオートクレーブした水を自由摂取させた。対数生育期のPC−3細胞を皮下注射した(5x106個/0.1ml/動物)。腫瘍は約120mm3まで生育させた。
6.ウエスタンブロット分析
Adslfj PC−3腫瘍担持SCIDマウスを以下の投与群(投与は1日1回、QD、又は1日2回、BID):ミスマッチsiRNA−NeoPhectin(7.5mg/kg、BID、x5)、遊離rafsiRNA(7.5mg/kg、BID、x5)、rafsiRNA−NeoPhectin(7.5mg/kg、QD又はBID、x5)、Taxotere(登録商標)、遊離rafsiRNA(7.5mg/kg、QD、x5)+Taxotere(登録商標)、rafsiRNA−NeoPhectin(7.5mg/kg、QD、x5)+Taxotere(登録商標)、及び対照(生理食塩水、BIDx5)に無作為に割り付けた。Taxotere(登録商標)単独投与群及び複合投与群においては、Taxotere(登録商標)を第2日(10mg/kg)及び第5日(5mg/kg)に投与した。全ての投与は尾部静脈から静脈内投与した。腫瘍の組織は最終投与後6〜8時間以内に摘出した。Raf−1及びサイクリンD1タンパク質発現は該当する抗体(Santa Cruz Biotech,Santa Cruz,CA)を用いたイムノブロッティングにより腫瘍組織ホモジネート中で検査した。ブロットをポリクローナル抗GAPDH抗体(Trevigen Inc.,Gaithersburg,MD)で再プロービングした。Raf−1及びサイクリンD1タンパク質のレベルを低両氏、ImageQuantソフトウエア(Amersham Pharmacia Biotech,Piscataway,NJ)を用いて相当するレーンにおけるGAPDH発現に対して規格化した。
7.抗腫瘍薬効
rafsiRNA−NeoPhectinおよびrafsiRNA−NeoPhectinとTaxotere(登録商標)の組合せの治療薬効をヒト前立腺腫瘍モデル(PC−3)において評価した。動物を遊離のrafsiRNA、rafsiRNA−NeoPhectin、Taxotere(登録商標)遊離のrafsiRNA+Taxotere(登録商標)、又はrafsiRNA−NeoPhectin+Taxotere(登録商標)を尾部静脈から静脈内投与した。用量及び投与日程はウエスタンブロット分析において記載したものと同様とした。対照群にはrafsiRNA−NeoPhectinと同様の投与日程において生理食塩水を静脈内投与した。腫瘍の大きさは長さと幅をカリパスで測定することにより毎週1回又は2回モニタリングし、そして腫瘍容量は以下の式:長さx(幅/2)2xπを用いて計算した。各投与群の平均腫瘍体積±SEMを計算した。群間の統計学的有意差はスチューデントのt検定で求めた。
B.rafsiRNA−NeoPhectinの全身投与はPC−3腫瘍組織におけるRaf−1発現を抑制する。
連続5日間BIDで7.5mg/kgの遊離のrafsiRNAを投与したところ、対照の生理食塩水群(100%)と比較してPC−3腫瘍組織においてRaf−1の63%発現がもたらされた(n=3)。QD又はBID日程(連続5日間7.5mg/kg)でrafsiRNA−NeoPhectinを投与した動物はそれぞれ21%及び11%のRaf−1発現を示した(図7A及び7B)(n=2/3)。
連続5日間BIDで7.5mg/kgのミスマッチsiRNA−NeoPhectinを投与した場合はRaf−1のレベルに抑制作用は観察されなかった(n=3)。Taxotere(登録商標)単独又は遊離のrafsiRNAとTaxotereの組合せはそれぞれ43%及び51%のRaf−1発現を示した(n=3)。
顕著な点は、rafsiRNA−NeoPhectinとTaxotere(登録商標)の組合せを投与した動物は対照群と比較してPC−3腫瘍組織において僅か2%のRaf−1発現を残存させたのみであった(n=3)(図7C及び7D)。
C.Raf−1発現のrafsiRNA−NeoPhectin媒介抑制はPC−3腫瘍組織の低下した発現と関連する。
サイクリンD1は細胞周期の進行の重要な調節物質である。更にサイクリンD1は数種の腫瘍型における癌遺伝子として機能する。本発明者らは腫瘍組織中のサイクリンD1発現に対するrafsiRNA−NeoPhectin投与の作用を評価した。遊離のrafsiRNA(7.5mg/kg、BID、x5)及びミスマッチrafsiRNA−NeoPhectin(7.5mg/kg、BID、x5)(n=3)の何れを投与した動物においてもPC−3腫瘍組織におけるサイクリンD1発現には有意差はなかった(図7E及び7F)。
7.5mg/kg(QD、x5)でのrafsiRNA−NeoPhectinのマウスへの投与は生理食塩水対照(100%)と比較してサイクリンD1発現を58%低下させた(n=3)。更にまた、7.5mg/kg(BID、x5)でのrafsiRNA−NeoPhectinの投与はサイクリンD1発現のより顕著な抑制をもたらした(75%)。Taxotere(登録商標)単独又はTaxotere(登録商標)と遊離のrafsiRNAの組合せは腫瘍組織におけるサイクリンD1の発現を抑制しなかった。これと合致して、rafsiRNA−NeoPhectin(7.5mg/kg、QD、x5)とTaxotere(登録商標)の組合せ投与はrafsiRNA−NeoPhectin単独の場合に匹敵するサイクリンD1発現の抑制をもたらした(rafsiRNA−NeoPhectin+Taxotere、65%、siRNA−NeoPhectin、75%;n=3)(図7Gおよび7H)。
D.rafsiRNA−NeoPhectinはPC−3腫瘍異種移植片モデルにおいて腫瘍生育を抑制しTaxotereへの応答を向上させる。
遊離のrafsiRNAは7.5mg/kg(BID,x5)は腫瘍生育に作用を有さない。Taxotere(登録商標)単独またはTaxotereを遊離のrafsiRNAと組み合わせて投与した動物は対照群と比較してそれぞれ71%及び66%の腫瘍生育抑制をもたらした(p<0.05、投与開始後18日)。rafsiRNA−NeoPhectinを7.5mg/kgQDx5又は7.5mg/kgBIDx5を投与した動物は対照群と比較してそれぞれ39%及び49%の腫瘍生育抑制をもたらした(p<0.05、投与開始後18日)。
最も着目すべきは、rafsiRNA−NeoPhectin及びTaxotereの組み合わせの腫瘍に対する作用であった。投与開始後18日において、rafsiRNA−NeoPhectin及びTaxotere(登録商標)の組み合わせ投与は対照群と比較して89%の腫瘍生育抑制および単剤に対して18〜50%増強された抑制をもたらした(図7I)。
病的状態又は死亡はrafsiRNA−NeoPhectin投与には伴わなかった。Raf−1発現の顕著なノックダウンはNeoPhectin−AT(商標)がインビボのrafsiRNAの送達及び有効性を増強したことを示唆している。BID日程における遊離のrafsiRNAの投与はRaf−1発現の中等度の抑制をもたらし、そしてこれは遊離のrafsiRNAの急速な分解又は不活性化、又は、遊離のrafsiRNAの乏しい細胞内取り込みに起因すると考えられる。ミスマッチのsiRNA−NeoPhectinを投与した動物と比較してQD又はBID日程でrafsiRNA−NeoPhectinを投与した動物の腫瘍組織中でRaf−1タンパク質発現の顕著なダウンレギュレーション観察され、rafsiRNAがRaf−1を特異的にターゲティングすることを示唆している。Raf−1のrafsiRNA−媒介サイレンシングは細胞周期の進行及び新生物性の形質転換の調節に関与しているサイクリンであるサイクリンD1の低減された発現に関連していることがわかった。これらのデータはrafsiRNAが単独又は抗腫瘍薬と組み合わせてヒト前立腺又は他の癌の型の治療のために投与できる次世代の治療薬として研究開発することができることを示唆している。
製造実施例
実施例8−A:カチオン性カルジオリピン類縁体(11)[図8A]の合成
1,3−ビス[(2−エトキシテトラヒドロ−2H−ピラン)]−2−ベンジルオキシ−グレセロール(7)
Figure 2007524667
0℃でアルゴン雰囲気下に無水DMF(300mL)中の水素化ナトリウム(59.3g、1.48モル、油中60%)の攪拌懸濁液に、DMF(700mL)中の2−ベンジルオキシ1,3−プロパンジオール(5)(90g、0.49モル)の溶液を15℃以下の温度を維持しながら2時間かけて添加した。2時間室温で攪拌後、2−(2−ブロモエトキシ)テトラヒドロ−2H−ピラン(6)(310g、1.48モル)を温度を10℃以下に維持しながら3時間かけて0℃で添加した。反応混合物を12時間室温で攪拌した。反応混合物を0℃に冷却し、氷水を非常にゆっくり添加し、過剰の水素化ナトリウムをクエンチングした。反応混合物を減圧下に濃縮し、最大量のDMFを除去し、粗製の溶液を水(1L)で希釈し、酢酸エチル(2x500mL)で抽出した。有機層を飽和塩化ナトリウム水(500mL)で洗浄し、硫酸ナトリウム上に乾燥した。溶媒を減圧下に濃縮した。粗製の化合物をヘキサン中の10〜30%酢酸エチルでシリカゲル(230〜400メッシュ)上のカラムクロマトグラフィーにより精製し、無色の油状物として1,3−ビス−[(2−エトキシテトラヒドロ−2H−ピラン)]−2−ベンジルオキシ−グリセロール(7)(154g、71%)を得た。TLC(SiO2)ヘキサン/酢酸エチル(3:2)Rf〜0.40。
Figure 2007524667
3,7−ジオキサ−5−ベンジルオキシ−1,9−ノナンジオール(8)
Figure 2007524667
メタノール(500mL)中の1,3−ビス[(2−エトキシテトラヒドロ−2H−ピラン)]−2−ベンジルオキシ−グリセロール(7)(50g、0.11モル)の溶液に、エーテル(5mL)中の1NHClを添加し、2時間室温で攪拌した。反応混合物を溶液が中和するまで重炭酸ナトリウムで中和した。反応混合物を濾過し、減圧下に濃縮した。粗製の化合物を酢酸エチル(1L)中に溶解し、水(100mL)で洗浄し、硫酸ナトリウム上に乾燥した。有機層を減圧下に濃縮し、粗製の化合物を酢酸エチル次いで酢酸エチル中の5%メタノールを溶離剤とするシリカゲル(70〜230メッシュ)上のカラムクロマトグラフィーにより精製し、無色の油状物として3,7−ジオキサ−5−ベンジルオキシ−1,9−ノナンジオール(8)(27g、88%)を得た。TLC(SiO2)酢酸エチルRf〜0.10。
Figure 2007524667
1,9−ジブロモ−3,7−ジオキサ−5−ベンジルオキシ−ノナン(9)
Figure 2007524667
0℃でアルゴン雰囲気下に無水ジクロロメタン(400mL)中の3,7−ジオキサ−5−ベンジルオキシ−1,9−ノナンジオール(8)(27g、0.1モル)の溶液に、トリフェニルホスフィン(65.5g、0.25モル)次いで四臭化炭素(79.4g、0.24モル)を添加した。反応混合物を2時間0℃で攪拌した。反応混合物を水(300mL)で希釈し、有機層を分離し、硫酸ナトリウム上に乾燥した。有機層を減圧下に濃縮し、粗製の化合物をヘキサン中の20%酢酸エチルでシリカゲル(70〜230メッシュ)上のカラムクロマトグラフィーにより精製し、無色の油状物として1,9−ジブロモ−3,7−ジオキサ−5−ベンジルオキシ−ノナン(9)(36g、91%)を得た。TLC(SiO2)ヘキサン/酢酸エチル(3:2)Rf〜0.60。
Figure 2007524667
1,3−ビス−(2−ブロモエトキシ)プロパン−2−オール(10)
Figure 2007524667
1,9−ジブロモ−3,7−ジオキサ−5−ベンジルオキシ−ノナン(9)(36g、90.90ミリモル)をエタノール(110mL)中に溶解し、50psi気圧で2時間10%Pd/C(3.6g)とともに水素化した。触媒を濾過後、溶液を減圧下に蒸発させた。粗製の物質をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(70〜230メッシュ)に付し、ヘキサン中の60%酢酸エチルで溶離して、無色の油状物として1,3−ビス−(2−ブロモエトキシ)プロパン−2−オール(10)(26g、94%)を得た。TLC(SiO2)ヘキサン/酢酸エチル(1:1)Rf〜0.30。
Figure 2007524667
(R,S)−1,3−ビス−(1,2−ジテトラデシルオキシプロピル−3−N,N−ジメチル−3−エトキシアンモニウムブロミド)プロパン−2−オール(11)
Figure 2007524667
無水エタノール(600mL)中の1,2−ビス−テトラデシルオキシ−3−ジメチルアミノプロパン(2)(50.2g、98.36ミリモル)および1,3−ビス−(2−ブロモエトキシ)プロパン−2−オール(10)(10g、32.78ミリモル)の溶液を5日間かけて78〜80℃で還流した。反応混合物を冷却し、溶媒を蒸発させ、粗製のワックス状固体を得た。ヘキサン(400mL)を添加し、1時間攪拌した。固体を濾過し、ヘキサン(6x100mL)で洗浄した。化合物を再結晶[化合物/メタノール/アセトン比率(1:3:50)]により精製し、一夜−20℃を保持した。分離した固体を濾過し、冷アセトンで洗浄した。再結晶を2回繰り返し、分析上純粋な試料を得た。化合物を真空下に24時間、次に36時間P25上に乾燥し、白色固体としてカチオン性カルジオリピン類縁体(11)(30g、69%)を得た。TLC(SiO2)メタノール/クロロホルム(1:9)Rf〜0.11。
Figure 2007524667
実施例8B:カチオン性カルジオリピン類縁体(19)[図8B]の合成
(R)−4−(ベンジルオキシメチル)−2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラン(13)
Figure 2007524667
0℃でアルゴン雰囲気下に無水テトラヒドロフラン(500mL)中の水素化ナトリウム(30.3g、0.75モル、油中の60%)の攪拌懸濁液に、内部温度を20℃以下に維持しながら1時間かけてR(−)−2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラン−4−メタノール(12)(50g、0.37モル)を添加した。1時間室温で攪拌後、臭化ベンジル(97.1g、0.56モル)を1時間かけて0℃で添加した。添加完了後、反応混合物を室温で14時間攪拌した。反応混合物を0℃に冷却し、冷水を非常にゆっくり添加し、この混合物を飽和塩化アンモニウム水(500mL)で希釈した。水層を酢酸エチル(500mL)で抽出し、水(300mL)で洗浄した。有機層を減圧下に濃縮し、シロップとして(R)−4−ベンジルオキシメチル−2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラン(13)(121g)粗生成物を得た。TLC(SiO2)ヘキサン/酢酸エチル(1:9)Rf〜0.26(粗製の物質を精製することなく次工程に付した)。
Figure 2007524667
(S)−(−)−3−ベンジルオキシ−1,2−プロパンジオール(14)
Figure 2007524667
メタノール(700mL)中の(R)−4−ベンジルオキシメチル−2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラン(13)(120g)の溶液に濃HCl(20mL)を添加し、10時間室温で攪拌した。反応混合物を溶液が中和するまで重炭酸ナトリウムで中和した。反応混合物を濾過し、減圧下に濃縮した。粗製の化合物をジクロロメタン(600mL)中に溶解し、有機層を分離し、硫酸ナトリウム上に乾燥した。有機層を減圧下に濃縮した。粗製の化合物を溶離剤としてヘキサン中の10〜20%酢酸エチル次いで酢酸エチル中の10%メタノールでシリカゲル(230〜400メッシュ)上のカラムクロマトグラフィーにより精製し、シロップとして(S)−(−)−3−ベンジルオキシ−1,2−プロパンジオール(14)(64g、93%)を得た。TLC(SiO2)酢酸エチルRf〜0.44。
Figure 2007524667
(S)−1,2−ビス−テトラデシルオキシ−3−O−ベンジルプロパン(15)
Figure 2007524667
0℃でアルゴン雰囲気下に無水DMF(220mL)中の水素化ナトリウム(54.5g、1.36モル、油中60%)の攪拌懸濁液にDMF(400mL)中の(S)−(−)−3−ベンジルオキシ−1,2−プロパンジオール(14)(62g、0.34モル)の溶液を内部温度を20℃以下に維持しながら1時間かけて添加した。2時間室温で攪拌後、臭化テトラデシル(377.4g、1.36モル)を2時間かけて0℃で添加した。添加完了後、反応混合物を室温で2時間攪拌し、温度を徐々に70℃に上昇し、次に5時間攪拌した。反応混合物を0℃に冷却し、冷水を非常にゆっくり添加し、飽和塩化アンモニウム水(500mL)で希釈した。水層を酢酸エチル(1L)で抽出し、水(3x1L)で洗浄した。有機層を減圧下に濃縮し、粗生成物をヘキサン中の2〜10%酢酸エチルを溶離剤とするシリカゲル(70〜230メッシュ)上のカラムクロマトグラフィーにより精製し、無色の油状物として(S)−1,2−ビス−テトラデジルオキシ−3−O−ベンジルプロパン(15)(146g、75%)を得た。TLC(SiO2)ヘキサン/酢酸エチル(1:9)Rf〜0.53。
Figure 2007524667
(R)−1,2−ビス−テトラデシルオキシ−プロパン−3−オール(16)
Figure 2007524667
(S)−1,2−ビス−テトラデシルオキシ−3−O−ベンジルプロパン(15)(70g、0.12ミリモル)の溶液を酢酸エチル(280mL)中に溶解し、50psi気圧で12時間10%パラジウム(3g)とともに水素化した。触媒を濾過後、溶液を減圧下に蒸発させた。残存物を熱エタノール(500mL)中に溶解し、一夜−20℃で保持した。分離した固体を濾過し、真空下に乾燥し、白色固体として(R)−1,2−ビス−テトラデシルオキシ−プロパン−3−オール(16)(54g、92%)を得た。TLC(SiO2)ヘキサン/酢酸エチル(1:9)Rf〜0.17。
Figure 2007524667
(S)−1,2−ビス−テトラデシルオキシ−3−ブロモプロパン(17)
Figure 2007524667
0℃でアルゴン雰囲気下に無水ジクロロメタン(280mL)中の(R)−1,2−ビス−テトラデシルオキシ−プロパン−3−オール(16)(52g、0.1モル)の溶液に、トリフェニルホスフィン(35.1g、0.13モル)を添加した。ジクロロメタン(240mL)中の四臭化炭素(46.2g、0.13モル)の溶液を反応混合物に1時間かけて滴下し、さらに3時間0℃で攪拌した。反応混合物を水(500mL)で希釈し、有機層を分離し、硫酸ナトリウム上に乾燥した。有機層を減圧下に濃縮し、粗製の化合物をヘキサン中の1〜5%酢酸エチルでシリカゲル(230〜400メッシュ)上のカラムクロマトグラフィーにより精製し、無色の油状物として(S)−1,2−ビス−テトラデシルオキシ−3−ブロモプロパン(17)(53g、90%)を得た。TLC(SiO2)ヘキサン/酢酸エチル(1:9)Rf〜0.72。
Figure 2007524667
(R)−1,2−ビス−テトラデシルオキシ−3−ジメチルアミノプロパン(18)
Figure 2007524667
(S)−1,2−ビス−テトラデシルオキシ−3−ブロモプロパン(17)(50g、0.09モル)をネジ蓋圧力ビン中にジメチルアミンの2Mメタノール性溶液(400mL)中に溶解した。圧力ビンを密封し、60時間88〜90℃で攪拌しながらオイルバス中に加熱した。圧力ビンを冷却し、溶液を減圧下に濃縮した。粗製の残存物を酢酸エチル(500mL)中に溶解し、水(500mL)で洗浄した。有機層を減圧下に濃縮し、溶離剤としてヘキサン中の5〜20%酢酸エチルでシリカゲル(230〜400メッシュ)上のカラムクロマトグラフィーにより精製し、明色の油状物として(R)−1,2−ビス−テトラデシルオキシ−3−ジメチルアミノプロパン(18)(41g、88%)を得た。TLC(SiO2)メタノール/クロロホルム(1:9)Rf〜0.51。
Figure 2007524667
(R)−1,3−ビス−(1,2−ジテトラデシルオキシプロピル−3−N,N−ジメチル−3−エトキシアンモニウムブロミド)プロパン−2−オール(19)
Figure 2007524667
無水エタノール(430mL)中の(R)−1,2−ビス−テトラデシルオキシ−3−ジメチルアミノプロパン(18)(35.6g、69.8ミリモル)および1,3−ビス−(2−ブロモエトキシ)プロパン−2−オール(10)(7.1g、23.2ミリモル)の溶液を5日間かけて78〜80℃で還流した。熱反応混合物をエルレンマイヤーフラスコに移送し、2時間かけてアセトン(4.3L)を滴下した。混合物を一夜−20℃で保持した。固体を濾過し、冷アセトン(500mL)で洗浄し、無色の白色固体(28g)を得た。粗製の固体を温メタノール(140mL):アセトン(1.4L)の混合物中での再結晶により精製し、次に一夜−20℃で貯蔵した。固体を分離し、濾過し、冷アセトン(300mL)で洗浄した。再結晶を2回繰り返し、分析上純粋な試料を得た。化合物を24時間、次に真空下にP25上に36時間乾燥し、白色固体として(R)−カチオン性カルジオリピン類縁体(19)(24g、78%)を得た。TLC(SiO2)メタノール/クロロホルム(1:9)Rf〜0.13。
Figure 2007524667
実施例8C:カチオン性カルジオリピン類縁体(27)[図8C]の合成
(S)−4−(ベンジルオキシメチル)−2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラン(21)
Figure 2007524667
0℃でアルゴン雰囲気下に無水テトラヒドロフラン(350mL)中の水素化ナトリウム(22.7g、0.57モル、油中60%)の攪拌懸濁液に内部温度を20℃以下に維持しながら1時間かけてS(−)−2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラン−4−メタノール(20)(50g、0.37モル)を添加した。1時間室温で攪拌後、臭化ベンジル(97.1g、0.56モル)を1時間かけて0℃で添加した。添加完了後、反応混合物を室温で18時間攪拌した。反応混合物を0℃に冷却し、氷水(20mL)を非常にゆっくり滴下し、この混合物を飽和塩化アンモニウム水(500mL)で希釈した。水層を酢酸エチル(750mL)で抽出した。有機層を減圧下に濃縮し、シロップとして粗生成物(S)−4−ベンジルオキシメチル−2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラン(21)(83g)を得た。TLC(SiO2)ヘキサン/酢酸エチル(1:9)Rf〜0.26。
(R)−(−)−3−ベンジルオキシ−1,2−プロパンジオール(22)
Figure 2007524667
メタノール(800mL)中の(S)−4−(ベンジルオキシメチル)−2,2−ジメチル−1,3−ジオキソラン(21)(83g)の溶液に、濃HCl(20mL)を添加し、15時間室温で攪拌した。反応混合物を溶液が中和するまで重炭酸ナトリウムで中和した。反応混合物を濾過し、減圧下に濃縮した。粗製の化合物をジクロロメタン(200mL)中に溶解し、有機層を分離し、硫酸ナトリウム上に乾燥し、減圧下に濃縮した。粗製の化合物を溶離剤としてヘキサン中の10〜20%酢酸エチル次いで酢酸エチル中の10%メタノールでシリカゲル(230〜400メッシュ)上のカラムクロマトグラフィーにより精製し、シロップとして(R)−(−)−3−ベンジルオキシ−1,2−プロパンジオール(22)(65g、94%)を得た。TLC(SiO2)酢酸エチルRf〜0.44。
Figure 2007524667
(R)−1,2−ビス−テトラデシルオキシ−3−O−ベンジルプロパン(23)
Figure 2007524667
0℃でアルゴン雰囲気下に無水DMF(200mL)中の水素化ナトリウム(38.4g、0.96モル、油中60%)の攪拌懸濁液に、内部温度20℃以下を維持しながら1時間かけてDMF(150mL)中の(R)−(−)−3−ベンジルオキシ−1,2−プロパンジオール(22)(35g、0.19モル)の溶液を添加した。2時間室温で攪拌後、臭化テトラデシル(266g、0.97モル)を2時間かけて0℃で添加した。添加完了後、反応混合物を2時間室温で攪拌し、温度を徐々に60℃に上昇し、次に20時間攪拌した。反応混合物を0℃に冷却し、氷水を非常にゆっくり滴下し、飽和塩化アンモニウム水(500mL)で希釈した。水層をヘキサン(3x500mL)で抽出し、水(500mL)および塩水(500mL)で洗浄した。有機層を減圧下に濃縮し、粗生成物をヘキサン中の2〜10%酢酸エチルを溶離剤とするシリカゲル(70〜230メッシュ)上のカラムクロマトグラフィーにより精製し、無色の油状物として(R)−1,2−ビス−テトラデシルオキシ−3−O−ベンジルプロパン(23)(88g、80%)を得た。TLC(SiO2)ヘキサン/酢酸エチル(1:9)Rf〜0.53。
Figure 2007524667
(S)−1,2−ビス−テトラデシルオキシ−プロパン−3−オール(24)
Figure 2007524667
(R)−1,2−ビス−テトラデシルオキシ−3−O−ベンジルプロパン(23)(83.8g、0.14モル)を酢酸エチル(450mL)中に溶解し、50psi気圧で12時間10%Pd/C(3.1g)とともに水素化した。触媒を濾過後、溶液を減圧下に蒸発させた。残存物を熱ヘキサン(200mL)中に溶解し、一夜−20℃で保持した。分離した固体を濾過し、乾燥して白色固体として(S)−1,2−ビス−テトラデシルオキシ−プロパン−3−オール(24)(64.8g、92%)を得た。TLC(SiO2)ヘキサン/酢酸エチル(1:9)Rf〜0.17。
Figure 2007524667
(R)−1,2−ビス−テトラデシルオキシ−3−ブロモプロパン(25)
Figure 2007524667
0℃でアルゴン雰囲気下に無水ジクロロメタン(375mL)中の(S)−1,2−ビス−テトラデシルオキシ−プロパン−3−オール(24)(36.8g、59.0ミリモル)の溶液に、トリフェニルホスフィン(27.9g、106.0ミリモル)を添加した。ジクロロメタン(60mL)中の四臭化炭素(36.2g、109.0ミリモル)の溶液を1時間かけて反応混合物に滴下した。反応混合物をさらに2時間0℃で攪拌し、次に水(3x300mL)で希釈した。有機層を分離し、硫酸ナトリウム上に乾燥し、減圧下に濃縮した。粗製の化合物をヘキサン中の1〜5%酢酸エチルでシリカゲル(230〜400メッシュ)上のカラムクロマトグラフィーにより精製し、無色の油状物として(R)−1,2−ビス−テトラデシルオキシ−3−ブロモプロパン(25)(37.8g、87%)を得た。TLC(SiO2)ヘキサン/酢酸エチル(1:9)Rf〜0.72。
Figure 2007524667
(S)−1,2−ビス−テトラデシルオキシ−3−ジメチルアミノプロパン(26)
Figure 2007524667
(R)−1,2−ビス−テトラデシルオキシ−3−ブロモプロパン(25)(36.7g、0.07モル)をネジ蓋圧力ビン中にジメチルアミンの2Mメタノール性溶液(450mL)中に溶解した。圧力ビンを密封し、75時間92℃で攪拌しながらオイルバス中に加熱した。圧力ビンを冷却し、溶液を減圧下に濃縮した。粗製の残存物を酢酸エチル(500mL)中に溶解し、水(500mL)で洗浄した。有機層を減圧下に濃縮し、溶離剤としてヘキサン中の5〜20%酢酸エチルでシリカゲル(230〜400メッシュ)上のカラムクロマトグラフィーにより精製し、明色の油状物として(S)−1,2−ビス−テトラデシルオキシ−3−ジメチルアミノプロパン(26)(28.7g、80%)を得た。TLC(SiO2)メタノール/クロロホルム(2:8)Rf〜0.66。
Figure 2007524667
(S)−1,3−ビス−(1,2−ジテトラデシルオキシプロピル−3−N,N−ジメチル−3−エトキシアンモニウムブロミド)プロパン−2−オール(27)
Figure 2007524667
無水エタノール(220mL)中の(S)−1,2−ビス−テトラデシルオキシ−3−ジメチルアミノプロパン(26)(22.5g、43.9ミリモル)および1,3−ビス−(2−ブロモエトキシ)プロパン−2−オール(10)(4.48g、14.6ミリモル)の溶液を5日間かけて78〜80℃で還流した。熱溶液をエルレンマイヤーフラスコに移送し、溶液を攪拌しながらアセトン(2.5L)を滴下した。フラスコを15時間冷凍庫(−25℃)中に貯蔵した。白色固体を濾過し、冷アセトン(100mL)で洗浄した。生成物をクロロホルム(100mL)中に溶解し、アセトン(1L)を添加した。フラスコを15時間−25℃で貯蔵した。分離した白色固体を濾過し、冷アセトン(100mL)で洗浄した。再結晶工程を3回繰り返した。生成物をヘキサン(1L)で磨砕し、濾過し、24時間高真空下にP25上に乾燥し、白色固体として(S)−カチオン性カルジオリピン類縁体(27)(15.5g、80%)を得た。TLC(SiO2)メタノール/クロロホルム(1:9)Rf〜0.13。
Figure 2007524667
本明細書において引用した全ての公開物、特許出願及び特許は参照によりそれらの個々の全体が特に本明細書に記載されているがごとく本明細書に組み込まれる。
本明細書に記載するものは(特に後続する請求項において)単数と複数は特段の記載が無い限り区別しない。「含む」、「有する」、「含む」及び「含有する」とは特段の記載が無い限り範囲が開放された意味である(即ち「含むが限定されない」意味)。本明細書の数値範囲の記載は特段の記載が無い限りその範囲に個々の数値が属することを独立して指すための簡便な方法として機能することを意図するのみであり、そして個々の数値は独立して本明細書に記載されるがごとく明細書中に組み込まれる。本明細書に記載の全ての方法は特段の記載が無い限り、または、内容により矛盾が生じない限り、如何なる適当な順序において実施することもできる。実施例及び例示の表記法(例えば「のような」)の使用は本発明をよりよく説明することを意図しており、特段の記載が無い限り本発明の範囲を限定するものではない。明細書中の表記は請求項に記載しない要素の何れも本発明の実施のために必須であるものとして指し示すものとする。
本発明を実施するために発明者ら既知の最良の様式を含む本発明の好ましい実施形態を本明細書に記載した。これらの好ましい実施形態の変形例は本明細書を読むことにより当業者には自明である。本発明者らは当業者がそのような変形例を適宜使用することを予測しており、本明細書に特記したもの以外で本発明を実施することも意図している。従って本発明は適用される法律の許可する限り添付請求項に記載した要件の全ての変更例及び同等物を包含するものとする。更にまた、全ての可能な変形例における上記した要素の如何なる組み合わせも、特段の記載が無い限り、または、内容により矛盾が生じない限り、本発明に包含されるものとする。
Figure 2007524667
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Figure 2007524667
LEafAON−ETUの製造方法を示す。 SCIDマウスにおけるヒト前立腺(PC−3)腫瘍生育に対抗するTaxotere(登録商標)と組み合わせたDDAB−リポソーム又はカチオン性カルジオリピンリポソーム系のアンチセンスオリゴヌクレオチド(AON)の治療効果に関するグラフで表示したデータである。 SCIDマウスにおけるヒト前立腺(PC−3)腫瘍生育に対抗するTaxotere(登録商標)と組み合わせたDDAB−リポソーム又はカチオン性カルジオリピンリポソーム系のアンチセンスオリゴヌクレオチド(AON)の作用を示す。 マウスにおけるDDAB*−リポソーム又はカチオン性カルジオリピンリポソーム系のアンチセンスオリゴヌクレオチド(AON)の毒性に関するグラフで表示したデータである。 CHO細胞におけるNeoPhectin(商標)のトランスフェクション効率に関するグラフで表示したデータである。 COS−1細胞におけるNeoPhectin(商標)のトランスフェクション効率に関するグラフで表示したデータである。 一次ラット肺微小血管内皮細胞(RLMVEC)におけるRNAiのNeoPhectin(商標)媒介送達に関するグラフで表示したデータである。 BALB/3T3細胞におけるNeoPhectin(商標)のトランスフェクション効率に関するグラフで表示したデータである。 ラット肺微小血管内皮一次細胞培養物(PLMVEC)におけるNeoPhectin(商標)を用いたdsRNA干渉によるサイトカイン受容体(TbRII)発現の抑制に関するグラフで表示したデータである。 48時間後の一次細胞におけるRNAi(200nM)オリゴヌクレオチドのNeoPhectin(商標)媒介送達の作用を示す。 RNAiオリゴヌクレオチドのNeoPhectin(商標)(2.5μg/mL)媒介送達が一次ヒト臍静脈内皮細胞(HUVEC)におけるT_RII遺伝子を抑制することを示すグラフで表示したデータである。 RNAiオリゴヌクレオチドのNeoPhectin(商標)(2.5μg/mL)媒介送達が一次ヒト肺動脈内皮細胞(HPAEC)におけるT_RII遺伝子を抑制することを示すグラフで表示したデータである。 RNAiオリゴヌクレオチドのNeoPhectin(商標)(2.5μg/mL)媒介送達が一次ラット肺微小血管内皮細胞(RLMVEC)におけるT_RII遺伝子を抑制することを示すグラフで表示したデータである。 CHO、BALB/3T3、HepG2、MX−1及びA549細胞におけるPCL−2−(CCLA)系リポソームのトランスフェクション効率に関するグラフで表示したデータである。 Balb/cマウスの肺(上パネル)及び心臓(下パネル)組織におけるPCL−2−CCLA−系のリポソームのトランスフェクション活性に関するグラフで表示したデータである。 Balb/cマウスにおけるインビボGeneSHUTTLE(商標)と比較した場合のCCLA系リポソームの形質転換効率に関するグラフで表示したデータである。 A549、PC−3、MDA−MB−231及びSK−OV−3癌細胞におけるc−rafに対抗するCCLA系リポソームにより送達されたsiRNAのインビトロの抗力に関するグラフで表示したデータである。 SCIDマウスにおけるヒト乳癌腫瘍異種移植片モデルを用いたc−rafに対抗するCCLA系リポソームにより送達されたsiRNAのインビボの抗力に関するグラフで表示したデータである。 CB−17SCIDマウスにおけるヒト前立腺腫瘍モデル(PC−3)におけるrafsiRNA−NeoPhectin(商標)を投与した動物におけるRaf−1の発現を示す。 CB−17SCIDマウスにおけるヒト前立腺腫瘍モデル(PC−3)におけるrafsiRNA−NeoPhectin(商標)を投与した動物におけるRaf−1の発現に関するグラフで表示したデータである。 CB−17SCIDマウスにおけるヒト前立腺腫瘍モデル(PC−3)におけるrafsiRNA−NeoPhectin(商標)およびTaxotere(登録商標)を投与した動物におけるRaf−1の発現を示す。 CB−17SCIDマウスにおけるヒト前立腺腫瘍モデル(PC−3)におけるrafsiRNA−NeoPhectin(商標)およびTaxotere(登録商標)を投与した動物におけるRaf−1の発現に関するグラフで表示したデータである。 CB−17SCIDマウスにおけるヒト前立腺腫瘍モデル(PC−3)におけるrafsiRNA−NeoPhectin(商標)を投与した動物におけるサイクリンD−1の発現を示す。 CB−17SCIDマウスにおけるヒト前立腺腫瘍モデル(PC−3)におけるrafsiRNA−NeoPhectin(商標)を投与した動物におけるサイクリンD−1の発現に関するグラフで表示したデータである。 CB−17SCIDマウスにおけるヒト前立腺腫瘍モデル(PC−3)におけるrafsiRNA−NeoPhectin(商標)およびTaxotere(登録商標)を投与した動物におけるサイクリンD−1の発現を示す。 CB−17SCIDマウスにおけるヒト前立腺腫瘍モデル(PC−3)におけるrafsiRNA−NeoPhectin(商標)およびTaxotere(登録商標)を投与した動物におけるサイクリンD−1の発現に関するグラフで表示したデータである。 CB−17SCIDマウスにおけるPC−3腫瘍異種移植片における腫瘍生育を抑制し、Taxotere(登録商標)への応答を向上させるrafsiRNA−NeoPhectin(商標)の能力に関するグラフで表示したデータである。 本発明の内容において有用なカチオン性カルジオリピン分子の合成を示す。 本発明の内容において有用なカチオン性カルジオリピン分子の合成を示す。 本発明の内容において有用なカチオン性カルジオリピン分子の合成を示す。

Claims (119)

  1. 1,3−ビス−(1,2−ビステトラデシルオキシ−プロピル−3−ジメチルエトキシアンモニウムブロミド)−プロパン−2−オール(PCL−2)を含み、そして更にコレステロール、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(DOPE)、1,2−ジオレオイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン(DOPC)、αトコフェリル酸スクシネートおよび何れかの他のホスファチジルコリンからなる脂質群から選択される少なくとも1つの脂質を含む組成物。
  2. DOPC、PCL−2及びコレステロールからなる請求項1に記載の組成物。
  3. DOPC:コレステロール:PCL−2のパーセントモル比が約(50〜65):(25〜35):(5〜20)である請求項2に記載の組成物。
  4. 更にD−αトコフェリル酸スクシネートを含む請求項2又は3に記載の組成物。
  5. D−αトコフェリル酸スクシネートが約0.1重量%〜約1重量%存在する請求項4に記載の組成物。
  6. PCL−2及びコレステロールからなる請求項1に記載の組成物。
  7. PCL−2とコレステロールのモル比が1:3〜6:1である請求項6に記載の組成物。
  8. PCL−2及びDOPEからなる請求項1に記載の組成物。
  9. PCL−2とDOPEのモル比が1:3〜3:1である請求項8に記載の組成物。
  10. PCL−2とDOPEのモル比が1:2である請求項9に記載の組成物。
  11. 総脂質濃度が約1.0mg/mL〜約60mg/mLである請求項6〜10のいずれかに記載の組成物。
  12. PCL−2の濃度が約10mMである請求項1〜11のいずれかに記載の組成物。
  13. 更に糖を含む請求項1〜12のいずれかに記載の組成物。
  14. 糖がスクロースである請求項13に記載の組成物。
  15. 糖が約5重量%〜約30重量%存在する請求項13又は14に記載の組成物。
  16. 更に担体を含む請求項1〜15に記載の組成物。
  17. 担体が水である請求項16に記載の組成物。
  18. 担体が生理学的に適合性のある緩衝液である請求項16に記載の組成物。
  19. PCL−2の一部が乳液の部分である請求項1〜18のいずれかに記載の組成物。
  20. PCL−2の一部がリポソーム内に存在する請求項1〜18のいずれかに記載の組成物。
  21. リポソームの平均サイズが約50nm〜約200nmである請求項20に記載の組成物。
  22. リポソームの99%が約170nm〜約500nmより小さい直径を有する請求項20又は21に記載の組成物。
  23. 約3〜約8のpHを有する請求項1〜22のいずれかに記載の組成物。
  24. 約7〜約8のpHを有する請求項1〜22のいずれかに記載の組成物。
  25. 更に少なくとも1つの活性剤を含む請求項1〜24のいずれかに記載の組成物。
  26. 活性剤がポリヌクレオチドである請求項25に記載の組成物。
  27. ポリヌクレオチドが治療用ポリペプチドをコードする請求項26に記載の組成物。
  28. 治療用ポリペプチドが免疫原性のペプチドを含む請求項27に記載の組成物。
  29. ポリヌクレオチドがDNAである請求項26に記載の組成物。
  30. DNAがオリゴデオキシルボヌクレオチドである請求項29に記載の組成物。
  31. カチオン性のカルジオリピンPCL−2:オリゴデオキシリボヌクレオチドの対応する電荷比が(1.0〜4.0):1の範囲である請求項30に記載の組成物。
  32. 前記対応する総脂質がオリゴデオキシリボヌクレオチドモル量に対して(10〜200):1の範囲である請求項30に記載の組成物。
  33. オリゴデオキシリボヌクレオチドが少なくとも1つのホスホチオエート修飾を含有する請求項30に記載の組成物。
  34. オリゴデオキシリボヌクレオチドの大きさが10〜40ヌクレオチドである請求項30に記載の組成物。
  35. オリゴデオキシリボヌクレオチドの大きさが15〜25ヌクレオチドである請求項34に記載の組成物。
  36. リポソームを含み、オリゴデオキシリボヌクレオチドの60〜80%がリポソームの内部コア内のカチオン性脂質と複合体化している請求項30〜35のいずれかに記載の組成物。
  37. オリゴデオキシリボヌクレオチドが5’−GTGCTCCATTGATGC−3’(配列番号1)を含む配剤を有する請求項30〜36のいずれかに記載の組成物。
  38. ポリヌクレオチドがRNAである請求項26に記載の組成物。
  39. RNAがsiRNAである請求項38に記載の組成物。
  40. ポリヌクレオチドがヒトmRNAにハイブリダイズする請求項26〜39のいずれかに記載の組成物。
  41. ポリヌクレオチドが植物mRNAにハイブリダイズする請求項26〜39のいずれかに記載の組成物。
  42. ポリヌクレオチドが植物、寄生虫又はカビのmRNAにハイブリダイズする請求項26〜39のいずれかに記載の組成物。
  43. ポリヌクレオチドがmRNAへの結合により遺伝子の発現を抑制する請求項40〜42のいずれかに記載の組成物。
  44. mRNAが癌遺伝子である請求項40に記載の組成物。
  45. 癌遺伝子がras、raf cot、mos、mycからなる癌遺伝子群から選択される請求項44に記載の組成物。
  46. 癌遺伝子がc−raf−1である請求項44又は45に記載の組成物。
  47. 化粧品用の請求項1〜46のいずれかに記載の組成物の使用。
  48. ワクチン用の請求項1〜46のいずれかに記載の組成物の使用。
  49. 農業目的の請求項1〜46のいずれかに記載の組成物の使用。
  50. 前記ポリヌクレオチドが前記細胞に進入し、これによりポリヌクレオチドが、前記新生物細胞内で自体がターゲティングされている前記癌遺伝子の発現を抑制するような条件下において、新生物細胞に請求項40〜46のいずれかに記載の組成物を投与することを含む、新生物細胞の成育の抑制方法。
  51. 前記細胞がインビトロである請求項50に記載の方法。
  52. 前記細胞がインビボである請求項50に記載の方法。
  53. 前記ポリヌクレオチドが患者の新生物細胞に進入し、これによりポリヌクレオチドが、前記新生物細胞内で自体がターゲティングされている前記癌遺伝子の発現を抑制するような条件下において、前記患者に請求項40、43、44、45又は46のいずれかに記載の組成物を投与することを含む新生物疾患に罹患した患者を治療する方法。
  54. 患者が脊椎動物である請求項53に記載の方法。
  55. 脊椎動物がヒトである請求項54に記載の方法。
  56. 前記新生物疾患が癌を含む請求項53〜55のいずれかに記載の方法。
  57. 前記新生物細胞が腫瘍内にある請求項53〜56のいずれかに記載の方法。
  58. 前記新生物細胞が転移性の細胞である請求項53〜56のいずれかに記載の方法。
  59. 組成物を第2の抗腫瘍薬と組み合わせて投与する請求項53〜58のいずれかに記載の方法。
  60. 組成物を第2の抗腫瘍薬の前、同時、又は後投与する請求項59に記載の方法。
  61. 抗腫瘍薬が放射線である請求項59又は60に記載の方法。
  62. 抗腫瘍薬が化学療法剤である請求項59又は60に記載の方法。
  63. 抗腫瘍薬がドセタキセルである請求項59又は60に記載の方法。
  64. (a)カチオン性リポソーム及びRNAiを含む組成物を細胞に投与することによりRNAiを細胞に進入させて細胞内の遺伝子発現を抑制させること、および(b)遺伝子の抑制を試験すること、を含む、標的遺伝子を確認するための方法。
  65. 組成物が請求項1〜46のいずれかに記載の組成物である請求項64に記載の方法。
  66. 蛍光カチオン性カルジオリピン類縁体。
  67. 蛍光/ルミネセント部分にコンジュゲートしたカチオン性カルジオリピン分子を含む請求項66に記載の蛍光カチオン性カルジオリピン類縁体。
  68. カチオン性カルジオリピン分子がPCL−2である請求項67に記載の蛍光カチオン性カルジオリピン類縁体。
  69. ルミネセントカチオン性カルジオリピン類縁体。
  70. 蛍光/ルミネセント部分にコンジュゲートしたカチオン性カルジオリピン分子を含む請求項69に記載のルミネセントカチオン性カルジオリピン類縁体。
  71. カチオン性カルジオリピン分子がPCL−2である請求項69〜70のいずれかに記載のルミネセントカチオン性カルジオリピン類縁体。
  72. 請求項66〜71のいずれかに記載の蛍光/ルミネセントカチオン性カルジオリピン類縁体及び生理学的に許容される担体を含む組成物。
  73. 請求項66〜71のいずれかに記載の蛍光/ルミネセントカチオン性カルジオリピン類縁体を含むリポソーム組成物。
  74. 別の脂質を更に含む請求項73のリポソーム組成物。
  75. 生理学的に許容される担体を更に含む請求項74に記載のリポソーム組成物。
  76. (a)請求項72〜75のいずれかに記載の組成物を動物に導入すること、(b)蛍光/ルミネセントカチオン性カルジオリピン類縁体に蛍光又はルミネセントとすること、及び、(c)蛍光又はルミネセンスの位置を観察すること、を含む動物内の脂質物質の遊走を追跡する方法。
  77. 工程(b)及び(c)を一回以上反復する請求項76に記載の方法。
  78. トランスフェクション剤としての請求項1〜46のいずれかに記載の組成物の使用。
  79. 組成物内に存在するポリヌクレオチドが細胞内に進入するのに十分な条件下で請求項1〜46のいずれかに記載の組成物に細胞を曝露することを含むポリヌクレオチドで細胞をトランスフェクトする方法。
  80. 細胞がインビトロである請求項79に記載の方法。
  81. 細胞がインビボである請求項79に記載の方法。
  82. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  83. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  84. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  85. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  86. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  87. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  88. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  89. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  90. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  91. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  92. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  93. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  94. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  95. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  96. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  97. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  98. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  99. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  100. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  101. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  102. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  103. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  104. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  105. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  106. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  107. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  108. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  109. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  110. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  111. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  112. siRNAが以下の配列:
    Figure 2007524667
    を含む請求項39に記載の組成物。
  113. 活性剤複数を含む請求項1〜112のいずれかに記載の組成物。
  114. 少なくとも2つの活性剤が核酸を含む請求項113に記載の組成物。
  115. 前記少なくとも1つの核酸がsiRNA種である請求項114に記載の組成物。
  116. 前記少なくとも1つの核酸がオリゴヌクレオチドである請求項114に記載の組成物。
  117. 第1及び第2の核酸が個別の遺伝子配列をターゲティングする請求項114〜116のいずれかに記載の組成物。
  118. 個別の遺伝子配列が個別の遺伝子内に存在する請求項117に記載の組成物。
  119. 個別の遺伝子配列が同じ遺伝子内に存在する請求項117に記載の組成物。
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